原位合成Ti(CN)/Fe复合涂层及耐磨耐蚀性能

采用反应氮弧熔覆技术在Q235A钢试件表面原位合成了Ti(CN)/Fe金属陶瓷复合涂层。利用扫描电镜、XRD射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站分析了涂层形貌、涂层物相、涂层显微硬度及其耐磨耐蚀性能,并与Q235A钢进行了硬度、耐磨耐蚀对比试验。结果表明:涂层主要由Ti(CN)、Fe及少量的TiO2相组成,Ti(CN)呈细小颗粒状,涂层为良好的冶金结合;与Q235A钢相比,硬度提高了约3倍,摩擦系数约为Q235A的2/3,磨损量约为Q235A的1/2;在5%H2SO4溶液中,Ti(CN)涂层的腐蚀速率约为Q235A的1/3,在3.5%NaCl溶液中,Ti(CN)涂层的腐蚀速率约为Q235A钢的1/4。

反应氮弧熔覆Ti(CN)/Fe复合涂层组织及耐磨性

采用TXⅡ500型TIG焊机,以Ti粉和石墨粉为原料,以工业纯氮为反应气体和保护气体,利用反应氮弧熔覆技术在Q235试件表面制备了Ti(CN)/Fe金属陶瓷复合涂层。利用扫描电镜、XRD射线衍射仪、显微硬度计、摩擦试验机分析了涂层组织结构、物相组成、显微硬度及涂层的耐磨性。结果表明:涂层成形良好,无裂纹、气孔等缺陷;涂层主要由原位反应形成的TiC0.51N0.12相、Fe相及少量的TiO2相组成;Ti(CN)/Fe涂层的显微硬度高达1 100HV0.5,约是基体金属的3倍;涂层磨损失重约是基体金属的1/8,涂层具有较好的耐磨性。

熔覆电流对反应氮弧熔覆TiCN/Fe涂层组织和性能的影响

采用反应氮弧熔覆技术,利用TXⅡ500氩弧焊机,以纯度99.999%的氮气作为保护气体和反应气体,在预涂钛粉和石墨粉的Q235B试件表面上制备了TiCN颗粒增强复合涂层。对熔覆电流分别在200,220,240A下形成的熔覆涂层进行了研究。利用扫描电镜、X射线衍射仪和往复式摩擦磨损试验机对复合涂层的显微组织、相成分和耐磨性进行了测试。结果表明:TiCN涂层与基体呈冶金结合,熔覆电流为200A时涂层的组织致密、连续、均匀,涂层的耐磨性能达到最优。

PCVD法沉积Ti(CN)涂层及其抗氧化性研究

应用 PCVD技术 ,以金属有机物 TPT作钛源在 H13模具钢表面沉积 Ti(CN)涂层 ,研究了不同工艺参数对涂层组织和性能的影响 ,并对涂层的抗氧化性进行了试验。结果表明 ,采用适当的沉积温度、压力及氮气流量 ,可以在 H13钢表面得到以 Ti(CN )为主的致密涂层 ,在沉积温度 5 0 0℃时达到最高硬度 HV 176 0 ,涂层在 6 0 0℃以下具有良好的抗氧化性。

C/Ti原子比对反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层组织结构和硬度的影响

以TiFe粉和碳的前驱体(石油沥青)为原料,用前驱体碳化复合技术制备了TiFeC反应喷涂复合粉末,并采用普通火焰喷涂技术成功制备了TiC/Fe陶瓷金属复合涂层。研究了不同C/Ti原子比对反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层相组成、显微结构和硬度的影响。结果表明,前驱体碳化复合技术制备的TiFeC系反应喷涂复合粉末中C/Ti原子比是影响涂层相组成、显微结构和硬度的关键因素。C/Ti原子比不同,涂层的相组成和硬度不同;随着C/Ti原子比增大,涂层中TiC团聚富集区增大,涂层的孔隙率也随之增大。

PCVD法在模具钢表面沉积Ti(CN)涂层的研究

应用PCVD技术 ,以金属有机物钛酸丙酯 (TPT)代替TiCl4作钛源 ,在H13模具钢表面沉积Ti(CN)涂层 ,研究了不同工艺参数对涂层组织和性能的影响。试验结果表明 ,采用适当的沉积温度、压力及氮气流量 ,可以在H13钢表面得到以Ti(CN)为主的致密涂层 ,显著提高模具的表面硬度和使用寿命。

金属有机物PCVD法沉积Ti(CN)涂层

应用PCVD技术,以金属有机物TPT作钛源在H13模具钢表面沉积Ti(CN)涂层,研究了不同工艺参数对涂层组织和性能的影响,并对涂层的抗氧化性进行了实验。结果表明,采用适当的沉积温度、压力及氮气流量,可以在H13钢表面得到以Ti(CN)为主的致密涂层,在沉积温度500℃时达到最高硬度HV1760,涂层在600℃以下具有良好的抗氧化性。

C/Ti原子比对前驱体碳化复合等离子熔覆TiC/Fe复合涂层的影响

以钛铁粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料通过前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-C等离子熔覆复合粉末,并通过等离子熔覆技术在普通低碳钢表面成功地原位合成了TiC/Fe陶瓷金属复合涂层。着重研究了不同C/Ti原子比对等离子熔覆TiC/Fe复合涂层的相组成、显微结构和硬度的影响。结果表明,前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-C系等离子熔覆复合粉末中C/Ti原子比是影响涂层相组成、显微结构和硬度的关键因素。C/Ti原子比不同,涂层的相组成和硬度不同;随着C/Ti原子比增大,涂层中TiC团聚富集区增大,涂层的孔隙率也随之增大。

真空多弧离子镀制备Ti(CN)涂层及其性能研究

采用真空多弧离子镀技术在X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢表面沉积Ti(CN)涂层,研究了涂层的组织和性能,并对涂层的抗热震和抗氧化性进行了研究。结果表明,采用适当的沉积温度、压力及N2流量,可以在X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢表面得到以Ti(CN)为主的致密涂层,在沉积温度400℃时,该涂层的最高硬度可达2438.7HV0.025,涂层在650℃以下具有良好的抗氧化性能,在700℃以下具有良好的抗热震性能。

化学气相沉积Ti(CN)/TiC/Al_2O_3多层涂层的结构和耐磨性能

采用化学气相沉积技术在42CrMo钢基体表面制备了Ti(CN)/TiC/Al2O3多层涂层,分析了多层涂层的断面形貌、元素分布和物相组成,并研究了多层涂层的显微硬度及其与基体的界面结合力、耐磨性能。结果表明:Ti(CN)/TiC/Al2O3多层涂层的结构较致密,主要由TiC0.2N0.8、TiC、α-Al2O3和Ti2O3组成,厚度约10μm,其显微硬度约2 654HV,涂层与基体间的界面结合力可达62N;与基体相比,多层涂层的平均摩擦因数约降低了23%,磨损量约减少了50%,其磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。

Ti(CN)涂层的宏观应力与破坏方式

用Nb-752薄长条做衬底材料,按C_2H_2/N_2分别为3/2和2/3两种气体流量比获得Ti(CN)_(3/2)和Ti(CN)_(2/3)两种涂层,由单面镀膜样品弯曲的曲率半径计算出涂层的宏观残余应力约为2—3GPa,其中热应力占10—20％,涂层与基材界面处应力状态分析表明,界面存在一剪切残留应力并计算大小为0.1—0.2GPa。此外,采用应力圆法分析涂层受力状态,讨论了涂层受外载作用下的破坏方式。

切削刀具表面TiCN涂层的研究现状与发展

近年来,我国汽车产业迅猛发展,汽车机械零部件的需求给我国切削加工业带来了发展机遇和挑战。汽车安全性和舒适性的要求,国家节能减排、绿色制造的发展战略,指引切削技术向高速、高效、高精、绿色、智能方向发展,对刀具材料的使用性能也提出了更高要求。TiCN涂层刀具因具有高硬度和高耐磨性被大量应用,尤其是在有色金属及合金的切削加工上具有明显优势。综述了TiCN涂层的微观结构,指出C原子具有细化晶粒和抑制柱状晶形成的作用,涂层的结晶度和择优取向随C含量的改变而变化。总结了TiCN涂层的主要性能特点,包括硬度和致硬机理、耐磨性和减摩机理、热稳定性和热失效机制。介绍了TiCN涂层的沉积原理,指出各种制备方法的优缺点和关键工艺参数。分析了以TiCN为基进行改性获得的涂层的国内外最新研究现状,提出对TiCN涂层进行多层化、多元化以及纳米多层化,是进一步提高该涂层在高温条件下综合性能的方法,也是该涂层为适应高速切削、干式切削等新切削技术要求的发展方向。

石墨和炭黑制备的TiCN涂层及其磨损性能

采用等离子喷涂的方法,利用石墨和炭黑两种碳源成功制备出纳米晶Ti CN涂层。对两种喂料进行差热分析,对涂层的相组成、组织结构、晶粒度及磨损性能进行了分析。结果表明,采用炭黑和石墨分别可以制备出主相为Ti C0.2N0.8和Ti C0.7N0.3的致密涂层,主相的平均晶粒度为71.68 nm(Ti C0.2N0.8)、59.44 nm(Ti C0.7N0.3);两种涂层都具有较高的硬度和优异的耐磨性,并且随涂层中C含量的增加而提高,Ti C0.7N0.3的耐磨性能相对更好。

离子镀TiN/Ti(CN)多层涂层的力学性能与切削性能

采用多层结构的方法可以提高TiN刀具涂层力学性能和切削性能。采用离子镀技术制备了TiN(0.5μm) Ti(CN)(0.5μm) TiN(0.5μm)多层涂层。利用光学显微镜、原子力显微镜和微力学探针表征了涂层的微结构和力学性能,并研究了涂层对硬质合金铣刀切削性能的影响。结果表明,TiN Ti(CN)多层涂层表面平整、厚度均匀、与基底结合良好,硬度为28.5GPa。高速干式切削试验表明,与普通硬质合金铣刀相比,涂层铣刀的使用寿命提高5倍。

原位合成Ti(C,N)-WC/Ni60A基复合涂层显微结构及性能

针对农机作业中触土刀具易磨损、失效频繁、寿命低、消耗成本高等现状,研究开发了金属表面熔覆陶瓷涂层工艺。采用反应等离子熔覆技术,在Q235B钢表面制备了Ti(C,N)-WC增强Ni60A基复合陶瓷涂层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、金相显微镜等对复合熔覆层的微观结构及强质硬化相的成分、组织、性能进行了分析。研究结果表明:预涂敷层中的钛(Ti)粉、石墨粉、氮化钛(TiN)粉在等离子熔覆过程中原位合成了颗粒状新生相Ti(C,N),且均匀弥散分布在熔覆层中,形成了主要由硬质相、包覆相、粘结相组成的芯-环结构;涂层平均硬度达HV0.51750,最高可达HV0.52040;涂层的磨损机理主要为磨粒磨损,与基体相比,有较好的硬度和耐磨性能,以期为农机刀具材料强化提供参考。

不同Nb含量对(Nb,Ti)C颗粒强化Fe基复合堆焊层微观组织及耐磨性影响研究

目的颗粒强化金属基复合涂层由于具有优异的力学性能及良好的耐磨性,受到了研究人员的广泛关注,然而,较少有文献报道复合强化相含量与复合涂层力学性能的关系,特别是在电弧堆焊制备的复合涂层中。因此,有必要探明强化颗粒含量对Fe基复合堆焊涂层微观组织及耐磨性的影响规律,为设计新型Fe基复合堆焊材料提供试验依据。方法通过向药芯焊丝中添加不同含量的Nb,以原位合成(Nb,Ti)C强化相,并据此调控电弧堆焊层中原位生成的(Nb,Ti)C数量密度,进而影响堆焊层的微观组织、硬度及耐磨性。结果随着Nb的添加,熔覆过程中Nb与基体中的C、Ti反应,原位生成了立方结构的(Nb,Ti)C相,且(Nb,Ti)C相含量随着Nb含量的增加而逐渐增大。与未添加Nb时相比,含质量分数为6%Nb的堆焊层中(Nb,Ti)C复合颗粒的数量密度增加到0.53个/μm^(2),硬度也由673.08HV0.5增大到734.88HV0.5。摩擦磨损试验结果表明,随着Nb的增加,磨损量呈现出逐渐降低的趋势,其中,Nb含量为6wt.%的堆焊层样品表现出了最浅、最平滑的磨痕,其磨损率仅为1.12×10^(-8)mm^(3)/(N·m),磨损机制为轻微的黏着磨损。结论提高Nb的添加量可以增大(Nb,Ti)C强化相的数量密度,有效提升堆焊层的硬度及耐磨性,并在添加质量分数为6%的Nb时表现出最高的耐磨性能。

IF钢冷轧退火板中第二相粒子分析与研究

采用CSP工艺生产的IF冷轧钢板,分析了热轧卷取温度、冷轧压下率、退火温度及保温时间对退火板中第二相粒子的影响。结果表明,提高卷曲温度、增大冷轧压下率,提高退火温度、延长保温时间均促进退火板中第二相粒子Ti(CN)与FeTiP聚集并复合生长,有利于{111}织构的发展。