Cr_(1-x)Al_xN涂层的微结构和抗氧化性能研究

采用磁控反应溅射法制备了一系列不同Al含量的Cr1-xAlxN涂层,通过能谱仪(EDS)测试涂层的成分,X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的表面形貌,研究了Al含量对涂层的微结构和高温抗氧化性能的影响。结果表明,涂层取CrN的面心立方结构生长,且呈(111)择优取向。随着Al含量增加,涂层的晶格常数减小,涂层的高温抗氧化性能显著提高。Cr0.6356Al0.3644N涂层随着氧化温度的升高,表面的Al含量略为上升,在900℃涂层产生裂纹失效。

Ti_3Al基合金表面两种Cr_(1-x)Al_xN(x=0.18,0.47)涂层的热腐蚀性能

利用磁控反应溅射的方法在Ti_3Al基合金表面制备了两种不同铝含量的Cr_(0.82)Al_(0.18)N与Cr_(0.53)Al_(0.47)N涂层,测试了这两种涂层在800℃(Na_2SO_4+25 mass%K_2SO_4)熔融盐膜下的热腐蚀动力学,并采用X射线衍射仪和带能谱的扫描电镜分析腐蚀产物相组成以及微观结构。结果表明,两种涂层均可降低Ti_3Al基合金的热腐蚀速率;涂层热腐蚀产物主要为具有保护性的Cr_2O_3和θ-Al_2O_3混合氧化膜,θ-Al_2O_3的含量随着涂层中Al含量上升递增;和θ-Al_2O_3相比,Cr_2O_3在熔融硫酸盐中的稳定性更好,Cr_(0.82)Al_(0.18)N涂层抗热腐蚀性能优于Cr_(0.53)Al_(0.47)N涂层。

工艺参数对高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织结构的影响

用高速电弧喷涂制备Al/1Cr13复合涂层,采用3因素3水平正交试验法系统研究了电弧电流、电弧电压和喷涂距离对复合涂层的组织结构、孔隙率和氧含量的影响规律。采用扫描电镜对复合涂层的显微组织和孔隙率进行表征,采用氧氮含量分析仪测得涂层的氧含量。结果表明,在第9组喷涂参数即电弧电流为240A,电压为32V,喷涂距离为150mm的条件下制备的高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织较致密,Al和1Cr13涂层的孔隙率最低分别为1.6%和2.2%。Al涂层氧含量显著低于1Cr13涂层,最低约为2%。

电弧喷涂工艺参数对1Cr13涂层与45钢结合强度的影响

电弧喷涂技术常用于机械零件如柱塞、曲轴等的修复。喷涂层与基体的结合强度直接影响其寿命,并与喷涂工艺有密切的关系。用正交设计试验方案,在45钢基体上采用电弧喷涂方法制备了1Cr13涂层,并通过涂层结合强度试验考察了喷涂工艺参数与涂层结合强度的关系。结果表明:电弧喷涂1Cr13钢丝的优化工艺参数为:电压32 V,电流240 A,喷涂压力0.7 MPa,喷涂距离150 mm;影响涂层结合强度的工艺参数从主到次依次为电弧电流、喷涂压力、喷涂距离和喷涂电压。

冷喷涂钛涂层与1Cr13不锈钢的电偶腐蚀行为

以氮气为载气,在压力为2.0MPa,载气温度为500℃的状态下,用冷喷涂的方法在1Cr13不锈钢基体上制备了钛金属涂层。经SEM观察,发现涂层的厚度较大,没有直接贯穿到基体的孔隙存在,距离基体越近的区域,涂层的孔隙率越小,XRD分析表明,涂层基本无氧化物相生成;从热力学和动力学两方面研究冷喷涂钛涂层与1Cr13不锈钢的电偶腐蚀行为,发现两者的电偶腐蚀倾向较小。

施加氮化钛铝涂层对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢力学性能的影响

采用电弧离子镀技术在马氏体热强不锈钢1Cr11Ni2W2MoV样品表面沉积了氮化钛铝涂层，研究了涂层对不锈钢的高温拉伸强度、持久断裂时间以及常温旋转弯曲疲劳寿命的影响。Ti0.7Al0.3N涂层的施加对高温拉伸强度影响不大，高温持久实验表明，Ti0．7Al0．3N涂层显著延长了材料的持久断裂时间；Ti0.7Al0.3N和Ti0．5Al0．5N涂层均使试样的疲劳寿命提高约20％左右；高温持久时间和常温旋转弯曲疲劳寿命的提高与涂层制备过程中高脉冲偏压轰击下不锈钢表面形成的一层结构均匀、组织致密的表面强化层的，以及涂层中的压应力的存在。

MA956 ODS合金微晶涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化性能的改善

采用高频电脉冲沉积技术在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢表面上沉积了厚度约为５０μｐ的ＭＡ９５６ ＯＤＳ合金纳米微晶涂层、涂层与基体之间呈现良好的冶金结合．在１０００℃静态空气中对 １Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ试样与表面施加涂层试样进行了总计１００ｈ的恒温氧化实验．用ＡＦＭ，ＳＥＭ，ＥＤＸ和 ＸＲＤ分别对涂层和氧化后试样的形貌。成分和组成进行了观察和分析．结果显示：１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ 表面沉积ＭＡ９５６ＯＤＳ。合金纳米微晶涂层促进了Ｃｒ的选择氧化，提高了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ表面氧化 膜的粘附性，改善了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ抗高温氧化性能．

1Cr17Ni4不锈钢等离子体喷涂金属涂层的摩擦磨损特性研究

研究了1Cr17Ni4马氏体型不锈钢表面等离子体喷涂FeCrAlY、NiCrAlY2O3和NiCrAlY金属涂层的组织结构和小位移滑动的摩擦磨损特性。采用拉伸方法进一步分析了各涂层的结合强度。结果表明,在该等离子体喷涂工艺下,3种涂层摩擦系数相当,均明显低于1Cr17Ni4不锈钢基材的值;Ni基涂层耐磨性能有所提高,其中NiCrAlY金属涂耐磨性能最好,但FeCrAlY涂层耐磨性能不及基体材料。3种涂层的磨损机制主要为磨粒在磨损中的塑性变形机制和疲劳磨损机制。

等离子体增强电弧离子镀1Cr17Ni2不锈钢表面氮化/DLC涂层复合改性研究

在等离子体增强电弧离子镀设备中,用热丝增强放电的辉光等离子体对1Cr17Ni2马氏体不锈钢进行表面氮化处理。对氮化层的表面形貌、成分、相结构及性能进行了测试及分析。结果表明,氮化处理后不锈钢的表面硬度从3.67 GPa最高提升到9.25 GPa,并且在50μm深的范围内保持7.32 GPa以上的硬度,改性层内有CrN和Fe_2N新相生成是硬化的主要原因,不过与基体相比,摩擦系数仅从1.1略微降低到0.9。在氮化预处理的基础上,再一体化用碳靶阴极弧等离子体对1Cr17Ni2钢进行氮化/DLC涂层复合改性处理,对表面DLC涂层改性层的品质及性能进行了测试与分析。结果表明,复合改性处理后,因表面得到1.5μm厚的高品质的DLC涂层,及氮化预处理使得表面硬度有梯度提升,使1Cr17Ni2钢的整体表面硬度进一步提高到17.06 GPa,且摩擦系数显著降低到0.08。

1Cr11Ni2W2MoV钢表面涂层强化技术浅析

表面涂层强化技术被广泛地应用于1Cr11Ni2W2MoV钢制航空发动机叶片中,用于提高叶片在高温下的抗氧化腐蚀能力。本文概述了在1Cr11Ni2W2MoV钢表面沉积氮化钛铝涂层的强化机理是:高温下氮化钛铝涂层经氧化会在表面会形成一层致密、完整的Al2O3保护膜,阻碍氧化反应的进一步发生,保护内层的基体材料。采用电弧离子镀技术可以使氮化钛铝涂层具有梯度纳米功能,在提高涂层自身性能的同时,增强涂层与基体合金的结合力,进一步提升涂层的抗氧化腐蚀效果。

Al-Si共渗涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化行为的影响

采用料浆法与真空扩散相结合的方法在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备Al-Si渗层,并研究其在1 000℃空气中的氧化行为.利用带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)对氧化产物的显微组织形貌进行观察与分析.结果表明:无涂层不锈钢在1 000℃空气中的氧化动力学曲线遵循直线规律,表面产生了疏松、不完整的氧化膜,且局部存在裂纹,与基体的黏结性能差,经EDS分析可知氧化膜的主要成分为Cr_2O_3以及Fe_2O_3等氧化物,抗氧化性能差.渗Al-Si涂层不锈钢在氧化前期比无涂层不锈钢氧化增重大,主要是由于产生了Al_2O_3保护性膜,氧化后期氧化增重明显降低,氧化动力学曲线呈现抛物线规律,并且产生了Al_2O_3保护性膜,厚度约为8μm,与基体的黏附性能好,可有效阻止氧化反应的进一步发生,提高不锈钢的抗氧化性能.

1Cr18Ni9Ti钢热加工过程中的涂层保护

作者以SEM,TEM,EPA等分析为手段,探讨了1Cr18Ni9Ti钢热加工过程中表面出现细微裂纹的原因。结果表明:由于渗硫、渗碳及氧化的共同作用,从而使表面产生细微裂纹,而表面合金元素贫化层是氧化和硫化引起的。作者研制出三种1Cr18Ni9Ti钢加热用的防护涂层,从而有效地防止了渗硫、渗碳、氧化、合金元素的贫化及其裂纹的产生。同时用热力学的观点分析了氧化和渗硫、渗碳之间的相应关系及涂层的防护机理。

Al含量对多弧离子镀Ti_(1-x)Al_xN涂层微观结构及性能的影响

通过不同Al含量的真空感应熔炼Ti1-x-Alx合金靶,采用多弧离子镀技术制备了Ti1-xAlxN涂层。用SEM,EDS等手段研究Al元素对涂层微观形貌和涂层成分的影响。结果表明,TiAlN涂层连续、光滑、孔隙率低、组织致密。随着Al含量的增加,涂层沉积效率降低、涂层硬度增加、涂层膜/基结合力先降低后升高。靶材成分还在一定程度上影响涂层的熔滴密度以及成分偏离程度。

1Cr17Ni4不锈钢金属和陶瓷等离子体喷涂工艺研究

1Cr17N i4马氏体型不锈钢用作传动轴时耐磨损性能有待改善。采用等离子体喷涂方法在1Cr17N i4马氏体型不锈钢表面制备A l2O3-TiO2、Cr2O3陶瓷涂层和N iCrA lY金属涂层及N iCrA lY/A l2O3-TiO2、N iCrA lY/Cr2O3复合涂层,研究了它们的组织结构和磨损特性,讨论了喷涂工艺与耐磨损性能的关系。结果表明,Cr2O3涂层组织致密度高,与基体结合强度高,其耐磨性能好。提高喷涂功率时,A l2O3-TiO2、Cr2O3涂层致密度及与基体结合强度提高,其耐磨性能提高。合金涂层N iCrA lY的熔化状况和平化效果较陶瓷涂层优良,陶瓷涂层只有在较高喷涂功率时才有较好熔化和平化效果,而合金涂层在较低喷涂功率时,就可以得到较好的熔化和平化效果。陶瓷涂层A l2O3-TiO2、Cr2O3在磨损过程中的去除机制为断裂机制,金属涂层N iCrA lY在磨损过程中的去除机制为塑性变形机制。

离子镀Ti(1-x)Al_xN涂层的形貌及力学性能研究

采用多弧离子镀和磁过滤阴极电弧离子镀技术制备了Ti1-xAlxN涂层。研究了工艺参数对用Ti∶Al=1∶1的TiAl合金靶制备的Ti1-xAlxN涂层表观颜色的影响,以及以获得深色Ti1-xAlxN涂层为目的时工艺参数对涂层性能的影响。结果表明:不同工艺参数对Ti1-xAlxN涂层表观颜色的影响大小依次为基体偏压,真空度,沉积温度,霍尔离子源功率;离子镀Ti1-xAlxN涂层的膜基结合力较好,在脉冲偏压-150V、直流偏压-15 V附近有硬度最高,在较高真空度、较高沉积温度、较高基体负偏压下制备的Ti1-xAlxN涂层的磨擦学性能较好。

Al含量对Ti_(1-X)Al_XN涂层组织结构的影响

通过不同 Al含量的 Ti- Al粉末冶金靶 ,采用多弧离子镀技术制备了 Ti1 - XAl XN涂层。用 SEM、 XRD、 GAXRD以及 XTEM等手段研究了 Al元素对涂层组织结构的影响。研究表明 ,Ti Al N涂层呈柱状多晶组织 ,(Ti,Al) N为涂层的主要组成相 ;随着 Al含量的增加 ,涂层中的 (Ti,Al) N相减少 ,且其晶格常数降低。

Ti_(1-x)Al_xN涂层的组织结构及Al元素的作用机理

通过不同Al含量的Ti Al粉末冶金靶 ,采用多弧离子镀技术制备了Ti1 xAlxN涂层 .用SEM、XRD、GAXRD以及XTEM等手段研究了涂层的组织结构及Al元素的作用 .研究表明 ,TiAlN涂层呈柱状多晶组织 ,(Ti,Al)N为涂层的主要组成相 ;随着Al含量的增加 ,涂层中的(Ti,Al)N相将减少 ,且其晶格常数将降低 .

Al对Ti_(1-x)Al_xN涂层高温氧化动力学的影响

采用不同Al含量的Ti Al热压粉末冶金烧结靶 ,通过多弧离子镀方法制备了Ti1 xAlxN涂层 .用AES等手段研究了涂层的抗高温氧化特性 ,着重研究了不同Al含量涂层的高温氧化动力学 .研究表明 ,一定量Al元素的加入提高了涂层的抗高温氧化温度 ,Ti0 .7Al0 .3 N涂层的抗高温氧化能力最好 ,其最高温度达 80 0℃以上 ;随着涂层中Al含量的不同 ,各涂层的抗高温氧化性能从优到劣依次为 :Ti0 .7Al0 .3 N >Ti0 .5Al0 .5N >Ti0 .93 Al0 .0 7N >TiN .

Al含量对Ti_(1-x)Al_xN涂层组织结构、力学性能和铣削性能的影响

目的研究不同Al含量对Ti_(1-x)Al_xN涂层的影响,以获得铣削铸铁材料性能最佳的Ti AlN涂层。方法采用阴极电弧蒸发沉积法在WC-Co硬质合金表面制备两种不同Al含量的Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针微区分析仪(EPMA)分析合金的微观组织和成分组成,通过CSM纳米硬度计和纳米划痕仪测定涂层的纳米硬度、弹性模量、抗塑性变形因子、显微硬度耗散系数MDP和划痕裂纹扩展阻力CPRs等性能指标,同时比较不同Al含量涂层刀片在铣削灰口铸铁HT250和球墨铸铁QT450时的性能和磨损机理。结果 Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层主要物相均呈NaCl型面心立方结构,以(200)方向为择优取向,且高铝涂层的XRD衍射峰向高角度偏移量大于中铝涂层,说明高铝涂层具有更高的铝固溶量。与Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层相比,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层的抗塑性变形因子较小,MDP和CPRs较大,表现出更优的塑性、韧性和膜基结合力。在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的平均寿命分别为30、60 min,相比Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层,切削性能更好。结论对于Ti AlN涂层来说,提高Al的质量分数至67%可以获得更优的塑性、韧性和膜基结合力,在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的切削性能较优。