等离子辉光TiN复合渗镀层结构与性能的研究

利用等离子渗金属技术、尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术，在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的新型复合渗镀TiN沉积层＋TiN析出相＋Ti扩散层，并与等离子渗镀TiN，Ti层以及在碳钢基体表面直接用PVD法沉积TiN薄膜的表面形貌、结构、耐蚀性进行了检测和分析。结果表明：等离子渗镀的复合渗镀TiN／Ti层表面为均匀起伏的胞状物，Ti和N原子由表层呈梯度沿基体向内分布，属于冶金扩散层；用等离子渗金属技术等形成的复合渗镀TiN沉积层＋TiN析出相＋Ti扩散层，其表面形貌是为均匀、致密、细小的组织，平均硬度达到2500HV0．1左右，渗镀层厚度达十几微米，TiN层择优取向为（200）晶面；而PVD法直接沉积TiN薄膜厚度较薄，晶粒以不规则形式分布在基体上。在0．5mol／L H2SO4溶液中腐蚀性能表明，复合渗镀TiN沉积层＋TiN析出相＋Ti扩散层的耐蚀性较好。     

多层复合渗镀TiN耐蚀性的研究

采用双层辉光渗金属技术,在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的TiN复合渗镀层.对复合渗镀、PVD以及复合渗镀 PVD三种工艺制备的TiN层表面形貌、成分及在10%H2SO4和3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能进行了对比试验研究.结果表明:复合渗镀 PVD法沉积的TiN薄膜呈较为均匀、致密、细小的组织,Ti和N原子由表层呈梯度向内分布.与PVD法沉积的TiN层不同,是属于冶金扩散结合层,渗镀层厚度可达10 μm以上.在10%H2SO4和3.5%NaCl溶液中,渗镀层的腐蚀速度分别为0.156g/(m2·h)和0.025g/(m2·h),显示出了优异的耐蚀性.     

等离子合成TiN渗镀层组织结构及耐蚀性研究

采用等离子合成TiN渗镀层方法,在碳钢表面形成TiN沉积层＋含TiN的扩散层组织,Ti和N原子由表及里呈梯度分布,表面是均匀、致密的TiN胞状组织,显微硬度在20 GPa～25 GPa之间;沉积层与基体之间有一扩散过渡区,结合力好,无剥落现象.X射线衍射结果表明：渗镀层表面为TiN层,(200)晶面的衍射峰最强,具有明显的择优取向.将TiN渗镀试样与不锈钢1Cr18Ni9Ti和Q235钢在1 mol/L H2SO4溶液中进行电化学腐蚀对比实验表明：TiN渗镀层的耐蚀性能比不锈钢和Q235钢基体分别提高了1.4和4.2倍.      

钛等离子渗氧研究

探讨了空心阴极效应（Hollow Cathode Effect）、离子轰击对钛氧化层结构的影响。结果表明，离子轰击加强氧的离化、促进渗氧，有助于低价态氧化物的形成。     

等离子表面合金化层摩擦磨损性能研究

利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢表面进行Ti-N和W-Cr合金元素共渗,达到改善其表层耐磨性的目的.经分析,结果表明:Ti-N合金元素共渗层形成了氮化钛沉积层和扩散层,厚度在10μm以上,平均硬度达到HV2300;Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,渗入合金元素Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行的超饱和渗碳使表面含碳量达到2.0%以上,淬火及回火后表面硬度达到HV1300,超过一般冶金高速钢.Ti-N合金元素共渗层磨损曲线较平稳,平均摩擦系数较小,耐磨性比Mo-Cr共渗层要好.     

AISI316 不锈钢表面等离子渗硼及摩擦磨损性能的研究

目的改善AISI316不锈钢的摩擦磨损性能。方法采用双辉等离子合金化技术,以块状Fe B化合物作为源极材料,在AISI316不锈钢表面制备含硼改性层,对渗层组织、成分、相结构和显微硬度进行分析,并研究改性层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果经渗硼处理后,AISI316不锈钢表面形成了一层连续、致密、均匀的改性层,主要由Mo2B和Fe B相组成。改性层具有较高的硬度(964HV0.1),较基体硬度提高了约3倍,且耐磨性较基体有明显提高。结论通过在AISI316不锈钢表面制备渗硼改性层,可明显提高基体材料的硬度和摩擦磨损性能。     

纯铜表面等离子渗钽层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能

目的 提高纯铜表面等离子渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能.方法 采用双辉等离子表面合金化技术在纯铜表面制备渗钽层.通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析渗钽层的微观形貌、元素分布和物相结构.利用纳米压入和表面划痕试验测量渗钽层的硬度和与基体的结合强度.通过摩擦磨损和电化学试验评价渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能.结果...     

纯铜离子渗镀钛层的耐蚀性

采用加弧辉光离子渗镀技术, 实现了在纯铜表面形成均匀的渗镀钛层. 用电化学测试技术对渗镀层在0.5moL/LH2SO4溶液中的耐蚀性进行了对比试验研究. 结果表明渗镀钛层的耐蚀性能大大提高, 与钛板相当, 并对渗镀层钛浓度的分布、渗镀层显微硬度、渗镀层相的结构进行了测定.     

等离子辉光合成TiN渗镀层耐腐蚀性能的研究

介绍了一种同时利用等离子尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术,在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的TiN渗镀层新工艺技术.将该TiN渗镀试样与1Cr18Ni9Ti不锈钢和Q235钢在1 mol/LH2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中,分别进行电化学腐蚀对比试验.结果表明：TiN渗镀层在酸性溶液中的耐蚀性能比1Cr18Ni9Ti不锈钢和Q235钢分别提高了1.4和4.2倍.在盐水中的耐蚀性能比Q235钢提高了182.6倍,但比1Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性能稍差.渗镀TiN层耐酸性溶液腐蚀性能优于耐盐水腐蚀性能.     

双层辉光等离子渗镀铬的研究

利用双层辉光等离子渗金属技术在低碳钢表面进行了不同温度的渗镀铬处理,对用不同工艺获得的渗铬层的相组成、含铬量、表面硬度进行了测试分析。结果表明,通过控制工艺参数可得到沉积层或扩散层或由沉积层与扩散层组成的渗铬层,表面层均由铁及铁铬固溶体组成,表面含铬量最高可达39.49%;与基体相比,渗铬层表面硬度提高不大,固溶强化效果不明显。     

钛合金表面自润滑陶瓷涂层的组织及耐磨性能研究

目的 研究不同成分体系自润滑陶瓷涂层的耐磨性能。方法 采用激光表面合金化技术,通过预置B4C和石墨混合合金化粉末的方式,在Ti-6Al-4V合金表面制备具有自润滑功能的TiB2-TiC陶瓷涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜+能谱仪、维氏硬度计、摩擦磨损试验机分别分析涂层物相、组织结构、微区成分、硬度以及摩擦学特性。结果 TiB2-TiC自润滑陶瓷涂层无裂纹、孔洞等凝固缺陷,并与基体形成典型的冶金结合。涂层由原位生成的TiB2和TiC以及残留的B4C和石墨等物相组成。涂层表层由粗大、相互联结的TiB2-TiC联生共晶组织组成;中部和下部则由板片状、四边形、针状的TiB2,弥散的TiB2-TiC联生共晶组织以及树枝状和颗粒状TiC等组成。由于多相陶瓷的协同作用,涂层的最高硬度可达2167HV,其平均硬度为基体的4.7~5.3倍。由于陶瓷较高的硬度和残留石墨良好的润滑性,涂层的摩擦系数和磨损率分别仅为基体的2/5~1/2和1/20.1~1/25.7。原始合金粉末B4C∶C=2∶1（摩尔比）的涂层（2-1涂层）具有最低的体积磨损率。结论 TiB2-TiC自润滑陶瓷涂层具有良好的减摩和耐磨性能。由于高的硬度和良好的减摩性,2-1涂层具有最好的抗磨损性能。     

梯度过渡复相陶瓷涂层的制备及其耐磨性能研究

采用幂函数分布形式设计梯度过渡涂层,以Ti-B4C-C团聚粉和Ni-Al自粘结复合粉的混合物为自蔓延反应火焰喷涂体系,在45号钢基体表面制备了Ti(Cx,Ny)-TiB2和NimAln梯度过渡的复相陶瓷涂层,研究了梯度过渡涂层的组织特点与耐磨性能.研究表明,当梯度指数为1,涂层按6层设计时,涂层为典型的多相非均质结构.Ti(Cx,Ny)-TiB2复相陶瓷与NimAln金属间化合物实现了沿涂层厚度方向的梯度过渡连接.梯度过渡陶瓷涂层的耐磨性是普通45号钢耐磨性的14倍,涂层磨损失效过程受粘着磨损与磨粒磨损共同作用,失效过程中陶瓷相的剥落是涂层磨损的关键环节,涂层中的粘接相、氧化物相和孔隙对涂层磨损有重要影响.     

梯度过渡复相陶瓷涂层的制备及其耐磨性能研究

采用幂函数分布形式设计梯度过渡涂层，以Ti-B4C—C团聚粉和Ni-A1自粘结复合粉的混合物为自蔓延反应火焰喷涂体系，在45号钢基体表面制备了Ti（Cx，Ny）TiB2和NimA1n梯度过渡的复相陶瓷涂层，研究了梯度过渡涂层的组织特点与耐磨性能。研究表明，当梯度指数为1，涂层按6层设计时，涂层为典型的多相非均质结构。Ti（Cx，Ny）-TiB2复相陶瓷与NimA1n金属间化合物实现了沿涂层厚度方向的梯度过渡连接。梯度过渡陶瓷涂层的耐磨性是普通45号钢耐磨性的14倍，涂层磨损失效过程受粘着磨损与磨粒磨损共同作用，失效过程中陶瓷相的剥落是涂层磨损的关键环节，涂层中的粘接相、氧化物相和孔隙对涂层磨损有重要影响。     

等离子弧堆焊原位合成TiB2基涂层及其抗高温氧化性能研究

利用等离子弧堆焊设备,通过钛粉与碳化硼粉末之间的冶金反应,在普通碳钢表面制备了TiB2基金属陶瓷层.分析了焊接工艺对熔覆层组织及缺陷的影响,确定了稀释率对原位合成TiB2的影响,并从冶金角度分析了缺陷的形成原因.研究了TiB2熔覆层的高温抗氧化性,试验结果表明以63Ti3784C为配方可得到抗氧化性更加优良的TiB2的金属陶瓷层.     

热化学反应法制备Al_2O_3基陶瓷涂层及耐磨性能研究

采用热化学反应法在Q235钢表面制备A_2O_3基陶瓷涂层,对涂层的形貌、涂层与基体的结合力、涂层的耐磨性进行了研究.结果表明,陶瓷涂层在600℃固化时有新相产生,增强了涂层与基体的结合强度;陶瓷涂层比较均匀且致密,涂层与基体之间已无明显界限;A_2O_3基陶瓷涂层提高了Q235钢的耐磨性.     

ZnO晶须对激光裂解Ti-Si复合陶瓷涂层结构和摩擦磨损及耐腐蚀性能的影响

采用先驱体转化陶瓷法(PDC法)制备含ZnO晶须的Ti-Si复合陶瓷涂层,将ZnO晶须添加到激光裂解Ti-Si复合陶瓷涂的先驱体中,增强Ti-Si复合陶瓷涂层的防腐蚀性能和减摩耐磨性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、往复式摩擦磨损测试仪、电化学工作站等手段,分析含不同质量分数ZnO晶须的Ti-Si复合陶瓷涂层的元素组成及存在形式、表面形貌、摩擦磨损性能以及防腐蚀性能。添加ZnO晶须对Ti-Si复合陶瓷涂层的组成和化学价态没有影响,但添加ZnO晶须对Ti-Si复合陶瓷涂层的防腐性能有改善,添加ZnO晶须对Ti-Si复合陶瓷涂层的减摩性能有改善,在较高载荷下添加ZnO晶须可以降低Ti-Si复合陶瓷涂层的摩擦因数,添加ZnO晶须质量分数为10%所得的Ti-Si复合陶瓷涂,载荷为5N和7N时摩擦因数均比45钢低52%。添加不同质量分数ZnO晶须对复合陶瓷涂层表面表面形貌有很大影响,同时可以改善Ti-Si复合陶瓷涂层摩擦磨损性能以及防腐蚀性能。     

CeO_2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用 5kWCO2 激光器在 5Cr2 1Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2 量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2 对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响 ,发现稀土氧化物CeO2 能加速碳化钨颗粒的溶解 ,促使钨与铬形成金属间化合物 ;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著优于 1Cr18Ni9Ti不锈钢 ;且含 0 5 %CeO2 (质量分数 )的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含 1 5 %CeO2 (质量分数 )和不含CeO2 的激光熔覆层都要强     

A Study of Wear and Corrosion Resistance of Arc-Sprayed Ni-Ti Composite Coatings

In this study, the corrosion and wear performance of Ni-Ti composite coatings with distinct parameters were investigated. The coatings were prepared by arc spraying with Ti and Ni wires fed synchronously. Structural, surface morphological, and compositional analyses of the Ni-Ti composite coatings were performed using microhardness, SEM/EDS, XRD, and DTA analysis. Electrochemical AC impedance and potentiodynamic polarization tests were carried out to examine the anticorrosion performance of the coating. Ball-on-disc dry wear tests based on the ASTM G99 standard were performed at room temperature to evaluate the antiwear properties. The DTA and XRD analysis results indicated that some intermetallic compounds such as TiNi₃ and Ni-Ti alloy were present within the Ni-Ti coating. The wear resistance of the Ni-Ti composite coating is superior to that of the Ni-sprayed coating but slightly inferior to that of the Ti-sprayed coating. The corrosion resistance of the arc-sprayed Ni-Ti coating is superior to that of Ti but inferior to that of Ni. The corrosion and wear performance of the composite coating are greatly influenced by the coating microstructure and thickness.