铁基非晶纳米晶涂层的耐磨性研究

采用基于机器人的自动化高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备了FeCrBSiMnNbY非晶纳米晶涂层。研究了非晶纳米晶涂层在油润滑条件下,不同磨损时间、速度、载荷对涂层的磨损行为。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDAX）和X射线衍射仪（XRD）对涂层的组织结构进行了表征,利用纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析,摩擦磨损试验在MM200滑块磨损试验机上进行。结果表明：涂层组织均匀,结构致密,主要由非晶相和α-Fe相纳米晶组成;在相同磨损试验条件下,非晶纳米晶涂层的相对耐磨性为3Cr13涂层的4．6倍,磨损机制主要为脆性疲劳剥落。     

高速电弧喷涂FeCrBSiMnNbW非晶纳米晶涂层组织及性能

研究开发了一种FeCrBSiMnNbW新型喷涂粉芯丝材,并采用自动化高速电弧喷涂技术在镁合金基体上制备了FecrBsiMnNbw非晶纳米晶涂层。对Fe基非晶纳米晶涂层和传统的3Cr13涂层的组织结构、力学性能以及油润滑条件下的摩擦学性能进行了对比分析,结果表明：与3Cr13涂层相比,铁基非晶纳米晶涂层组织更加致密,孔隙率低,具有相对较高的硬度和拉伸结合强度;形成了非晶相和纳米晶相组成的复合结构,使得涂层具备更好的摩擦学性能。     

镁合金表面电弧喷涂Fe基非晶纳米晶涂层的性能

采用自动化高速电弧喷涂技术在镁合金基体上制备了FeCrBSiMoNbW非晶纳米晶涂层。采用Flir A20M型红外热像仪对Fe基非晶纳米晶喷涂层的表面温度场进行了实时监测。对Fe基非晶纳米晶涂层和传统的3Cr13涂层的组织结构、力学性能以及摩擦学性能进行了对比分析。实验结果表明：Fe基非晶纳米晶涂层组织致密,孔隙率低,具有相对较高的硬度和拉伸结合强度;形成了非晶相和纳米晶相组成的复合结构,使得涂层具备较好的耐磨减摩性能。     

45钢表面激光熔覆ND35合金涂层的组织及性能

为了修复45钢磨损装备零件,采用激光熔覆工艺在45钢表面制备了Ni35合金涂层.利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损试验机分析了熔覆层的显微组织,测试了涂层的硬度和耐磨性能.结果表明:熔覆层由γ-Ni和Ni3B两相组成;熔覆层中存在平面晶、胞状晶、枝晶等多种形态;Ni35熔覆层的硬度为450 HV,熔覆层的耐磨性是基体的2.86倍.     

FeAlCrNbB金属间化合物复合涂层的制备与表征

研究开发了一种FeAlCrNbB新型喷涂粉芯丝材,并结合自动化高速电弧喷涂工艺制备了该材料的复合涂层,分析了涂层的常规力学性能、组织结构和油润滑条件下的滑动摩擦磨损性能,并和常规FeAl涂层进行了对比。结果显示:FeAlCrNbB涂层具有相对较高的显微硬度和拉伸结合强度、低的孔隙率,组织致密,形成了由Fe-Al金属间化合物相、氧化物以及少量非晶和纳米晶组成的复合结构,由于这种复合结构的材料特征,使涂层具备较好的耐磨损性能。     

梯度变化非晶碳涂层的摩擦学行为

采用多源磁控溅射物理气相沉积法在单晶硅片、20Cr和Cr12W表面制备了梯度变化非晶碳涂层,测试了非晶碳涂层的纳米硬度和弹性模量及摩擦磨损行为.结果表明涂层具有较高的硬度和弹性模量,分别达到15.3 GPa和184 GPa;涂层具有较好的摩擦性能,在干摩擦条件下摩擦因数基本保持在0.1～0.2,磨损率达到10-9 mm3/( N·m)数量级.     

热处理对FeCrNiCoCu高熵合金涂层的影响

采用自动化高速电弧喷涂技术,并结合FeCrNiCoCu粉芯丝材制备了高熵合金复合涂层,使用差示扫描量热法分析了涂层中非晶结构的转变温度.同时,对涂层进行了不同温度条件的热处理,研究了热处理前后涂层的组织结构、硬度及其磨损性能.结果显示:高熵合金涂层在500℃附近发生了非晶结构的晶化转变;热处理前涂层中主要含有CuNi、Fe3Ni2、Cr2Ni3等组成的面心立方结构固溶体和少量Fe3O4相,热处理后,氧化物Fe3O4峰强度随着加热温度的升高而增强,并且当温度超过500℃后,涂层中出现了Ni-Cr-Fe相;涂层的显微硬度随着热处理温度的升高而升高,在500℃出现最高值,涂层表现出了明显的回火硬化特征,耐磨损性能较热处理前的涂层有明显提高.     

45钢表面激光熔覆Ni35合金涂层的组织及性能

为了修复45钢磨损装备零件,采用激光熔覆工艺在45钢表面制备了Ni35合金涂层。利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损试验机分析了熔覆层的显微组织,测试了涂层的硬度和耐磨性能。结果表明：熔覆层由γ-Ni和Ni3B两相组成;熔覆层中存在平面晶、胞状晶、枝晶等多种形态;Ni35熔覆层的硬度为450HV,熔覆层的耐磨性是基体的2.86倍。     

超音速微粒沉积Ti-45Al-7Nb-4Cr涂层的摩擦学性能

针对铝合金表面硬度低和易磨损的问题,采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备了Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层微观形貌和物相组成进行了观察和分析,并对比测试了5083铝合金、Ti-45Al-7Nb-4Cr合金铸锭和涂层的显微硬度和摩擦学性能。结果表明:Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层内部颗粒间存在冶金结合和机械嵌合2种结合方式,涂层与5083铝合金基体的结合方式为机械嵌合;涂层主要相组成为γ-Ti Al、α2-Ti3Al和β-Ti相;通过在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层,显微硬度提高4倍以上,磨损体积减少69%以上;涂层的磨损机理为磨料磨损和氧化磨损,具有较好的耐磨性能。     

铁基非晶厚成形涂层的制备

利用高速电弧喷涂系统制备了FeBSiNb系铁基非晶厚涂层,采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-Ray Diffraction,XRD)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)、显微硬度计及万能拉伸试验机,分别对涂层的截面形貌、组织结构、显微硬度及拉伸应力应变进行了表征。结果表明:涂层厚度可达20 mm;涂层组织结构均匀致密,孔隙率在2.5%左右;涂层主要由非晶相及α-Fe相组成,其中非晶含量约为60%;与现有的FeBSiNb系非晶涂层相比,涂层平均显微硬度有所降低,约为826.8 HV0.1,拉伸断裂强度也有所降低,为211 MPa,而弹性应变有所提高,为0.69%。