聚芳醚腈酮/SiC/Si_3N_4耐高温耐磨纳米复合涂层研究

以新型耐高温聚芳醚腈酮(PPENK)树脂作为涂料成膜物质,纳米SiC和Si3N4共同作为耐磨填料,制备了一系列新型耐高温耐磨PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂料。对复合涂层的摩擦学性能及热性能进行研究,通过扫描电镜(SEM)观察涂层磨损表面形貌,分析涂层磨损机理。结果表明:纳米SiC和Si3N4填料能有效改善纯PPENK树脂涂层的摩擦磨损性能。当PPENK树脂含量为22%,m(SiC)∶m(Si3N4)为3∶2时,涂层摩擦系数最小;当PPENK树脂含量为20%,纳米填料m(SiC)∶m(Si3N4)为1∶1时,涂层磨损质量损失最小。热重分析(TGA)表明无机纳米填料的加入对涂层的热性能有略微增强的作用。PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂层的磨损机理以粘着磨损为主,兼有犁耕磨损。

激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-WS_2自润滑耐磨涂层的高温摩擦学行为

利用激光熔覆技术在0Cr18Ni9不锈钢基体上制备NiCr/Cr3C2耐磨涂层与NiCr/Cr3C2-30%WS2耐磨自润滑涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相组成及显微组织。在室温、300℃和600℃下分别测试了上述涂层的干滑动摩擦学性能,并讨论其磨损机理。实验结果表明:添加WS2的熔覆涂层主要有Cr7C3、(Cr,W)C碳化物增强相、γ-(Fe,Ni)/Cr7C3共晶增韧相、WS2及CrS润滑相。两种涂层都随温度的升高,摩擦因数降低,而磨损率增大。在室温及300℃时,添加WS2涂层由于润滑相的作用拥有较好的减摩耐磨性能。在600℃时,由于涂层中碳化物硬质相的强度降低,两种涂层的磨损率显著增大。

纳米高温耐磨复合涂层的性能研究

利用纳米材料高的比表面能和表面活性开发电站高温耐磨涂料。试验在普通粉料FM 6 5 0中添加纳米材料制成涂料 ,对涂层的结合强度、耐磨性和热震性分别进行了试验。结果表明 :FM 6 5 0涂层的结合强度从 2 .90MPa提高到了 3.4 9MPa ,采用单面涂层降低气孔的影响则涂层强度从 6 .2 6MPa提高到了 10 .4 3MPa ;耐磨性和致密性均有很大提高 ;纳米Al2 O3/SiO2 的加入改善了涂层与钢的膨胀系数匹配程度 ,不经低温 80℃ /15 0℃处理涂层仍具有良好的耐热震性能。

钛合金表面激光熔覆高温自润滑耐磨复合涂层

为了提高钛合金的摩擦学性能,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金表面制备了γ-Ni Cr Al Ti/Ti C与γ-NiCr Al Ti/Ti C/Ca F2复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相和显微组织,在球-盘式高温摩擦磨损试验机上测试了不同温度下(室温,300℃,600℃)复合涂层的摩擦学性能.结果表明,激光熔覆的复合涂层与基体呈冶金结合,γ-Ni Cr Al Ti/Ti C/Ca F2复合涂层主要由"原位"生成的小块状,针状Ti C颗粒及Ti C树枝晶,γ-Ni Cr Al Ti固溶体基体及弥散分布的球状Ca F2颗粒组成.由于硬质增强相Ti C与增韧相γ-Ni Cr Al Ti的共同作用,γ-Ni Cr Al Ti/Ti C与γ-Ni Cr Al Ti/Ti C/Ca F2复合涂层的磨损率在试验温度下都远低于Ti-6Al-4V基体;在600℃时,γ-Ni Cr Al Ti/Ti C/Ca F2涂层的平均摩擦系数为0.21,相对于基体与γ-Ni Cr Al Ti/Ti C涂层分别降低了43%,50%,表现出良好的高温自润滑减摩性能.

Ti6Al4V合金激光熔覆镍基高温自润滑耐磨复合涂层研究

为提高Ti6A14V合金的摩擦学性能，以金属陶瓷NiCr-Cr3C2和自润滑颗粒CaF2复合合金粉末为涂覆材料，采用激光熔覆技术在Ti6A14V表面制备出以TiC为增强相、CaFz为自润滑相、NiCr／TiC共晶为增韧相的高温耐磨自润滑复合涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析了涂层的物相组成及显微组织，测试了涂层沿层深方向的硬度分布，分别在室温、300℃和600℃时测试了复合涂层和Ti6A14V合金基体的干滑动磨损性能。结果表明：团絮状NiCr／TiC共晶和球状CaF2分布在TiC基体中，涂层的平均硬度约1150HVo。，为基体的3～4倍。从室温到600℃，激光熔覆镍基高温自润滑耐磨复合涂层的摩擦系数和磨损率均比Ti6A14V合金基体显著降低，该复合涂层具有较好的高温自润滑耐磨性能。

添加固体润滑剂WS_2的钛合金激光熔覆高温耐磨复合涂层组织与耐磨性

为提高钛合金的摩擦学性能,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金表面制备了γ-Ni Cr Al Ti/Ti C与γ-Ni Cr Al Ti/Ti C+Ti WC2/Cr S+Ti2CS复合涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了涂层的物相和显微组织,在球-盘式高温摩擦磨损试验机上测试了不同温度下(室温、300℃、600℃)复合涂层的摩擦学性能。结果表明:激光熔覆的复合涂层与基体呈冶金结合,γ-Ni Cr Al Ti/Ti C复合涂层主要由硬质相Ti C和γ-Ni Cr Al Ti固溶体组成;γ-Ni Cr Al Ti/Ti C+Ti WC2/Cr S+Ti2CS复合涂层主要是由硬质Ti C和Ti WC2为耐磨增强相、γ-Ni Cr Al Ti为增韧相、Ti2CS和Cr S金属硫化物为自润滑相组成的高温自润滑耐磨复合涂层。γ-Ni Cr Al Ti/Ti C和γ-Ni Cr Al Ti/Ti C+Ti WC2/Cr S+Ti2CS复合涂层的摩擦系数在实验温度下都远低于Ti6Al4V基体;γ-Ni Cr Al Ti/Ti C+Ti WC2/Cr S+Ti2CS表现出良好的高温自润滑减摩性能。

金属基高温耐磨陶瓷涂层的研制及耐磨性能的影响因素

本课题研制了一种用陶瓷骨料与自制无机胶粘剂为原料 ,具有高温耐磨性能的陶瓷涂层配方 ,并探讨了影响涂层耐磨性能的因素。发现 :当磷酸铝胶粘剂中Al2 O3与P2 O5 之比为1 3∶3～ 1 4∶3,涂层中的骨料与胶粘剂的配比为 1 7∶1 ,且骨料中粗颗粒含量为 40～ 5 0 %时 。

金属基高温耐磨陶瓷涂层的研制及耐磨性能

研制了一种用陶瓷骨料与自制无机胶粘剂为原料,具有高温耐磨性能的陶瓷涂层配方,探讨了影响涂层耐磨性能的因素。发现:当磷酸铝胶粘剂中Al2O3与P2O5之比为1.3:3～1.4:3,涂层中的骨料与胶粘剂的配比为1.7:1,且骨料中粗颗粒含量为40%～50%时,所配制的涂层耐磨性能最佳。

高温耐磨蚀涂层在循环流化床锅炉水冷壁中的应用研究

本文综述了目前国内外常用的几种循环流化床锅炉水冷壁用高温耐磨蚀涂层,并对各种涂层的应用现状、性能作了简要分析,提出高速电弧喷涂镍基高铬合金涂层和Fe3Al金属间化合物涂层具有良好的发展前景。

高温耐磨陶瓷涂层的磨损性能研究

在 2 0G钢管表面刷涂耐磨陶瓷复合涂层 ,考察了经不同温度热处理后涂层的耐磨性。实验结果表明 ,涂层抗震性能高。于 70 0℃热处理后 ,耐磨性能最佳 ,并出现增重现象。

Ni_3Al型金属间化合物涂层中原位自生的M_7C_3型碳化物及涂层耐磨性研究

本文针对工业高温高耐磨的防护需求,研究一种原位自生Cr_xC_y碳化物增强Ni_3Al金属间化合物涂层,替代现有的Ni Cr-Cr_3C_2涂层。研究中采用真空雾化工艺制备了碳化物体积含量70%的一种原位自生碳化物的Ni_3Al型金属间化合物粉末,通过HVOF喷涂工艺制备涂层。借助扫描电镜和X射线衍射等手段,研究粉末与涂层的显微组织、相成分及碳化物分布形貌。结果表明,粉末和涂层中的碳含量均与设计保持一致;粉末以及涂层中的显微组织均主要由(Ni,Cr)_3Al+M_7C_3型碳化物相组成,且粉末和涂层中的两相比例基本一致;其中弥散分布的原位自生M_7C_3型碳化物呈条片状,X射线衍射配合电子能谱分析显示该碳化物为(Cr,Al)_7C_3;测试并比较了研制涂层与商用Cr_3C_2-Ni Cr涂层的硬度和滑动摩擦磨损性能,当温度升高到700℃,研制涂层的显微硬度几乎没有变化;含有原位自生的M_7C_3型碳化物的Ni_3Al型金属间化合物涂层拥有比Cr_3C_2-Ni Cr涂层更低更稳定的摩擦系数、更好的磨损抗力以及与对磨副更佳的相容性,尤其高温耐磨性表现优异;研制涂层中片状条状M_7C_3型碳化物颗粒有效阻碍磨粒的显微切削运动,对摩擦副形成了很好的保护作用,显著改善了耐磨性。该涂层在高温对磨条件下具有很好的潜在应用价值。

Ti6Al4V合金激光原位合成自润滑复合涂层高温摩擦学性能

为提高Ti6Al4V合金的高温摩擦学性能,采用激光熔覆技术在其表面原位合成多相混杂金属基高温自润滑耐磨复合涂层,熔覆粉末的成分为Ni60-16.8%TiC-23.2%WS_2(质量分数,下同),系统地研究复合涂层的显微组织、物相结构及其在20,300,600,800℃下的摩擦学性能和相关磨损机理。结果表明:复合涂层的显微硬度(701.88HV_(0.5))约为基体(350 HV_(0.5))的2倍;由于原位合成固体润滑相(Ti_2SC/TiS/NiS/TiO/TiO_2/NiCr_2O_4/Cr_2O_3)和硬质相(W,Ti)C_(1-x)/TiC/Cr_7C_3的协同作用,复合涂层的耐磨减摩性能明显优于基体。随着温度升高,涂层和基体的摩擦因数和磨损率均呈下降趋势,在800℃时复合涂层和基体的摩擦因数分别为0.32和0.43,磨损率分别为1.80×10^(-4),2.92×10^(-5)mm/Nm。在800℃下塑性变形、分层和氧化磨损为基体主要磨损机理,复合涂层以氧化磨损和轻微的黏着磨损为主。

陶瓷基高温自润滑复合涂层的制备及摩擦学性能研究进展

摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继承陶瓷相优异的高温稳定性及强度,另一方面提高在常见摩擦环境下的润滑性能,因此被广泛应用于船舶、航空航天、生物科技、高速列车等领域,受到研究人员的广泛关注与探索。本文以陶瓷基高温自润滑复合涂层为中心,首先阐述复合涂层及固体润滑材料的基本分类;其次综述不同制备方法的最新研究进展,重点关注工艺参数对制备陶瓷基高温自润滑涂层性能的影响及改善方法;然后归纳改善陶瓷基高温自润滑复合涂层表面摩擦学性能的关键因素,探讨了提升减摩耐磨性能的可行性和研究潜力;最后总结目前陶瓷基高温自润滑复合涂层存在的问题,主要有以下2点:(1)对复合涂层的物相分析仍以解释现象为主,没有完整的理论基础;(2)对不同制备工艺下复合涂层结构和摩擦学性能的改善手段较单一。因此提出相应的解决办法以及未来可能的发展方向:(1)研究陶瓷基体和不同润滑相、附加组元、高温环境的协同作用机理,建立系统的理论基础;(2)针对不同制备工艺的成型机理,重点研究工艺参数的协同作用对复合涂层微观结构形成的影响,扩展制备工艺的改善方法。

NiCr-Cr3C_(2)-ZrO_(2)-BaF_(2)·CaF_(2)涂层高温摩擦磨损性能

为提高 NiCr-Cr_(3)C_(2)-BaF_(2)·CaF_(2) 涂层高温耐摩擦磨损性能,减少热喷涂过程中润滑相 BaF_(2)·CaF_(2) 火焰烧蚀,采用溶胶凝胶方法将 BaF_(2)·CaF_(2) 粉体以弥散形式包覆于抗烧蚀陶瓷相 ZrO_(2) 内,形成 ZrO_(2)-BaF_(2)·CaF_(2) 抗烧蚀包覆型粉体,将粉体与 NiCr-Cr_(3)C_(2)混合后爆炸喷涂以提高涂层内 BaF_(2)·CaF_(2)含量,并表征涂层微观组织和高温耐磨损性能。结果表明:ZrO_(2)包覆型粉体中 BaF_(2)·CaF_(2)呈弥散式分布,制备的 NiCr-Cr_(3)C_(2)-ZrO_(2)-BaF_(2)·CaF_(2)涂层相比传统 NiCr-Cr_(3)C_(2)-BaF_(2)·CaF_(2)涂层,Ca、Ba 元素含量均提升 1 倍以上,两涂层显微硬度分别为 1 041 HV 和 690 HV,这说明 ZrO_(2)陶瓷包覆能有效减少 BaF_(2)·CaF_(2)在喷涂过程中的高温烧蚀,且大幅提升了涂层硬度。高温摩擦磨损试验结果显示,NiCr-Cr_(3)C_(2)-ZrO_(2)-BaF_(2)·CaF_(2) 涂层在 600 ℃、 700 ℃和 800 ℃时的平均摩擦因数分别为 0.25、0.17 和 0.18,与 NiCr-Cr_(3)C_(2)-BaF_(2)·CaF_(2)涂层相比分别降低了 16.7%、39.3% 和 5.3%;NiCr-Cr_(3)C_(2)-ZrO_(2)-BaF_(2)·CaF_(2)涂层磨损率为 5.47×10^(-6)mm^(3) ·N^(-1) ·m^(-1),较 NiCr-Cr_(3)C_(2)-BaF_(2)·CaF_(2)涂层降低了 38.6%。 对磨球表面的微观表征显示,涂层中润滑相含量提升使 NiCr-Cr_(3)C_(2)-ZrO_(2)-BaF_(2)·CaF_(2) 涂层在对磨球表面形成更为完整的润滑转移膜,这将有利于涂层的高温润滑性、稳定性和耐磨损性能。研究结果对热喷涂粉体中易烧蚀物相的热防护和高温自润滑耐磨涂层性能的提升具有借鉴意义。

电弧喷涂防腐耐磨层在电厂的应用

通过对锅炉受热面传统防磨技术和电弧喷涂高温防腐耐磨涂料层新技术的应用对比分析,认为电弧喷涂防磨技术的耐高温腐蚀和耐磨损周期长,安全性和经济性较好,且有施工简单的优越性。随着今后循环流化床锅炉机组的大量投产发电,其应用前景非常乐观。

Ti-6Al-4V合金激光熔覆γ-NiCrAlTi/TiC+TiWC_2/CrS+Ti_2CS高温自润滑耐磨复合涂层研究

为提高Ti-6Al-4V钛合金的摩擦学性能,以金属陶瓷NiCr-Cr3C2和自润滑颗粒WS2复合合金粉末为原料,采用激光熔覆技术在钛合金表面制备出了以硬质TiC和TiWC2为耐磨增强相、Ti2CS和CrS金属硫化物为自润滑相的高温自润滑耐磨复合涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相及显微组织结构;分别在室温、300℃和600℃时利用Si3N4陶瓷球对磨来测试涂层和基体的干滑动磨损性能,并分析了其磨损机理。结果表明:复合涂层的平均硬度为1005HV0.2,约为基体(360HV0.2)的3倍,从室温到600℃,由于增强相TiC、TiWC2和自润滑相CrS、Ti2CS的综合效应,复合涂层的摩擦系数和磨损率相比基体均显著降低,具有良好的高温自润滑耐磨性能。

添加固体润滑剂h-BN的钛合金激光熔覆γ-Ni基高温耐磨复合涂层研究

为了提高钛合金的摩擦学性能,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金基体表面制备了以"原位"生成TiB2、CrB、TiC等为增强相、γ-Ni基固溶体为增韧相及h-BN为润滑相的γ-Ni基高温自润滑复合涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相和显微组织,在球-盘式高温摩擦磨损试验机上测试了不同温度下(室温、300、600℃)复合涂层的摩擦学性能。结果表明:激光熔覆制备的复合涂层与基体呈冶金结合,该复合涂层的摩擦系数和磨损率都远低于Ti-6Al-4V基体;在高温600℃时,复合涂层的磨损率和平均摩擦系数为5.13×10-5 mm3/Nm和0.184,相对于钛合金基体分别降低了81.8%、38%,表现出良好的高温自润滑耐磨性能。

激光辅助热喷涂NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层高温静态氧化行为

为探究高温润滑耐磨涂层抗高温氧化行为,采用激光辅助等离子喷涂技术(LPHS)在GH4065A镍基高温合金上制备NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层,研究了该涂层在(850~1000)℃×220 h的抗高温氧化行为。计算得出氧化激活能约为128.5 kJ·mol^(-1),850、900、1000℃氧化速率常数分别为1.44×10^(-2)、3.61×10^(-2)、7.71×10^(-2)mg^(2)·cm^(-4)·h^(-1)。结果表明,850℃×220 h氧化后表面生成Al_(2)O_(3)为主的连续致密氧化膜,阻碍涂层内部的进一步氧化;1000℃×220 h氧化后表面生成疏松NiO为主,致密Cr_(2)O_(3)·NiO为辅的氧化膜。致密氧化膜的生成阻止了涂层及基体的进一步氧化。

电炉加料阀的研制与型式试验

介绍电炉加料阀的苛刻使用工况及研制的主要技术难点,包括高温材料和高温耐磨涂层的选择、阀门特殊结构设计、球体和阀座表面的硬化、超硬球体磨削和模拟实际工况的型式试验等。通过对技术难点的攻关,研制的电炉加料阀的各项性能够满足使用工况的要求,并已成功运用在缅甸达贡山镍矿项目。