基体温度对等离子喷涂铁基非晶合金涂层耐磨耐蚀性的影响

目的探究基体温度对铁基非晶涂层耐磨及耐蚀性的影响。方法采用大气等离子喷涂技术,在3种不同基体温度(平均约为90、380、650℃)条件下制备铁基非晶涂层,分析非晶粉末颗粒的铺展形貌,研究基体温度对涂层的非晶含量、氧化程度、显微硬度、孔隙率及相组成的影响,并分析3种涂层在载荷3、5、9 N下的摩擦学性能,以及在质量分数3.5%的氯化钠溶液中的电化学性能。结果随着基体温度的提高,涂层的氧化程度逐渐加大,非晶含量逐渐下降,显微硬度先上升后下降,在380℃时达到最大值。受到非晶粉末颗粒在不同温度基体上铺展形貌的影响,涂层的孔隙率随着基体温度的提高呈先上升后下降的趋势,液滴在基体上延展得越剧烈,涂层的孔隙率越高。在380℃下制备的非晶含量为86.7%的涂层具有最小的孔隙率(0.64%)和最高的显微硬度(1001.46HV0.3),且在载荷3、5、9 N下的比磨损率最低,主要原因是基体温度降低了非晶含量,同时降低了孔隙率,提高了显微硬度,细晶强化增强了涂层的耐磨性。在380℃时涂层在氯化钠溶液(3.5%)中也表现出最低的自腐蚀电流密度(Jcorr=3.39×10^(-6)A/cm^(2)),其原因为低孔隙率的涂层在腐蚀过程中不易为腐蚀介质提供侵蚀通道,遏制了点蚀的发生。结论相较于较低或较高的基体温度,在适中的基体温度(380℃左右)下制备的涂层具有更好的耐磨性能及耐腐蚀性能,这为制备高性能的非晶涂层提供了理论依据。

环境气氛与温度对钴基碳化钨超音速火焰喷涂(HVOF)层磨损行为的影响

采用球/盘试验机研究WC-12Co和WC-17Co超音速火焰喷涂(HVOF)层在大气和Ar气环境中室温至650℃的磨损行为,结合磨痕形貌的SEM观测、成分的EDX和氧化物相的Raman光谱分析,探索涂层氧化和磨损的相互关系.结果表明:氧在WC-Co涂层的磨损过程中发挥至关重要的作用.在大气环境中,WC-Co涂层在室温至550℃形成的氧化物能减轻磨损,属氧化抑制磨损;650℃时氧化剧烈,涂层磨损严重,属氧化加速磨损.在Ar气环境中,WC-Co涂层在室温至550℃范围内的磨损严重程度远高于大气环境中试验的结果;由于高温下磨痕表面仍会生成少量氧化物,致使涂层的体积流失量呈现随温度升高而下降的特征;650℃时涂层的强烈氧化受到抑制,使其体积流失量甚至低于大气环境中的损失量.因此,乏氧环境中WC-Co涂层无论是在常温还是高温条件下均不宜作为耐磨涂层应用.

hBN含量对CuAl/hBN封严涂层高温磨损性能的影响

目的 研究hBN含量对CuAl/hBN可磨耗封严涂层在450℃下磨耗性能的影响。方法 利用大气等离子喷涂工艺制备原始粉末中hBN质量分数分别为10%、15%、20%、25%的Cu Al/hBN涂层。采用QUALITEST表面洛式硬度仪表征喷涂态涂层表面洛氏硬度。采用高温摩擦磨损试验机及场发射扫描电镜等方法,表征450℃下涂层及摩擦副的磨损形貌和质量磨损比,探讨涂层的磨损机理。结果 随着原始粉末中hBN质量分数由10%增加至25%,所制备喷涂态涂层的表面洛式硬度逐渐降低,分别为69HR15Y、56HR15Y、46HR15Y、36HR15Y。涂层与摩擦副之间的质量磨损比分别为-0.88%、-0.25%、-0.13%、-1.40%,在原始粉末中hBN质量分数为20%时质量磨损比更接近0,涂层磨耗性能更优异。涂层与摩擦副在相对摩擦过程中,主要以涂层的磨损剥落为主。在摩擦销接触面上同时观察到混合转移层,且随着涂层hBN含量的增高,接触面转移层质量先减小后增大,表面涂抹程度更加平缓,形貌起伏更加均匀。结论 低线速度条件下,摩擦热效应对涂层及摩擦副形貌及二者间的磨损行为的影响起关键作用。hBN组分理论上存在最优值,保证封严涂层获得最佳的磨耗性能。综合而言,CuAl/20%hBN涂层与摩擦副的摩擦相容性更优异。