曹玉霞
,
杜令忠
,
张伟刚
,
兰叶
,
黄传兵
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.05.012
目的：制备等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3高温固体润滑耐磨涂层,并研究该涂层的摩擦性能和磨损机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合粉体,用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层。用SEM和XRD等手段分析粉体和涂层的显微结构和物相组成,研究涂层从室温到800℃的摩擦磨损性能,探讨NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层在室温和高温下的磨损机理。结果 Al2 O3颗粒表面均匀包覆着一层致密的NiCoCrAlY合金,包覆层厚度大约为3~5μm；等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层呈典型的层状结构,涂层各层间结合良好,涂层中孔隙率约为2.84%,主晶相为NiCrAl合金相和Al2 O3相。涂层的摩擦系数随温度的升高逐渐降低,在室温下约为0.64,800℃时在0.4以下。高温下,金属氧化物的形成是摩擦系数降低的主要原因。涂层的磨损率随温度的升高先升高后降低。涂层在低温下为脆性断裂和磨粒磨损,高温下为氧化磨损、磨粒磨损、塑性变形和金属氧化物的转移。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层是一种性能优良的高温固体润滑耐磨涂层。
关键词:
NiCoCrAlY/Al2 O3
,
复合涂层
,
等离子喷涂
,
摩擦性能
曹玉霞
,
黄传兵
,
杜令忠
,
张伟刚
,
兰叶
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.06.006
目的：加入hBN作为固体润滑剂,提高NiCr/Cr3 C2复合涂层的摩擦性能。方法采用化工冶金包覆、喷雾造粒和固相合金化技术制备NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合粉体,再采用等离子喷涂技术制备复合涂层。通过扫描电子显微镜( SEM)、X射线衍射( XRD)和高温摩擦磨损试验等手段研究粉体和涂层的显微结构、物相组成以及室温至800℃的摩擦磨损性能,探讨NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合涂层在室温和400,800℃下的磨损机理。结果等离子喷涂NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合涂层呈典型的层状结构,涂层结合强度可达24 MPa,孔隙率为(8.47±0.5)%。涂层的摩擦系数和磨损率均随着温度的升高而先升高,后逐渐降低,400℃时最高,分别约为0.59和9.2×10-4 mm3/(N·m),800℃时分别降至0.45和4.1×10-4 mm3/( N·m)。高温下,hBN润滑膜和金属氧化物的形成是摩擦系数和磨损率降低的主要原因。室温下涂层的主要磨损机制是脆性断裂；400℃时,涂层的主要磨损机制是脆性断裂、塑形变形和轻微粘着磨损；800℃时,涂层的主要磨损机制是塑性变形、氧化、粘着磨损和涂层转移至对偶件。结论等离子喷涂NiCr/Cr3 C2-10%hBN复合涂层在室温和高温下的润滑性能较好。
关键词:
NiCr/Cr3 C2-hBN
,
复合涂层
,
等离子喷涂
,
摩擦性能
曹玉霞
,
杜令忠
,
张伟刚
,
兰叶
,
黄传兵
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.04.009
目的：研究等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3高温固体润滑耐磨涂层在850℃时的高温抗氧化性能和抗氧化机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆技术制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合粉体,并采用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层。采用SEM和XRD研究粉体和涂层的显微结构和物相组成,并采用马弗炉研究复合涂层在850℃的恒温氧化动力学曲线,通过研究氧化96 h以后涂层表面的组织形貌,探讨NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层的抗氧化机理。结果 NiCoCrAlY合金层均匀致密地包覆在Al2 O3颗粒的表面,包覆层厚度约为3~5μm。复合粉体的主要组成为Al2 O3相和NiCoCrAlY合金相,没有其他杂质相的存在。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层氧化动力学曲线分为大斜率直线、抛物线和系数几乎为0的抛物线等3个阶段。氧化96 h以后,涂层的氧化质量增量为4.9 mg/cm2左右,表面形成了一层连续的氧化物保护膜,经EDX分析,氧化膜层主要由Al,O,Cr和Ni组成。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层具有良好的高温抗氧化性能,涂层中Ni,Cr,Al的氧化以及硬质相Al2 O3的加入是涂层抗氧化的主要原因。
关键词:
NiCoCrAlY/Al2 O3
,
复合涂层
,
等离子喷涂
,
抗氧化
曹玉霞
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.08.004
目的：提高等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层的摩擦性能。方法采用离心喷雾造粒、化学冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2 O3和NiCoCrAlY/B4 C复合粉体,通过等离子喷涂技术制备NiCoCrAlY/Al2 O3-B4 C复合涂层。对涂层的显微结构、结合强度和显微硬度进行表征,研究B4 C含量对等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层力学性能的影响。结果 Al2O3和B4C颗粒包覆了致密的NiCoCrAlY合金层,包覆层厚约3~5μm。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3-B4 C复合涂层呈典型的层状结构,涂层结构致密,各层间结合良好。随着B4 C含量的增加,复合涂层的显微硬度逐渐增大,结合强度逐渐降低,当B4 C质量分数达到30%时,涂层的显微硬度比未添加B4 C时提高了1.4倍,结合强度比未添加B4 C时降低了26%。涂层在拉伸试验中发生了典型的脆性断裂,断裂位置发生在涂层内部。结论向等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2 O3复合涂层中添加B4 C,可显著提高涂层的显微硬度,但会使涂层的结合强度有一定程度降低。
关键词:
NiCoCrAlY/Al2 O3-B4 C复合涂层
,
等离子喷涂
,
显微硬度
,
结合强度
曹玉霞
材料热处理学报
为了研究NiCoCrAlY/Al2O3-30％B4C复合涂层的摩擦磨损性能,采用化工冶金包覆、离心喷雾造粒和固相合金化技术制备了NiCoCrAlY/Al2O3-30％B4C复合粉体,并采用等离子喷涂技术制备了NiCoCrAlY/Al2O3-30％B4C复合涂层,采用SEM、XRD和摩擦磨损试验机对涂层的结构和性能进行了研究.结果表明,NiCoCrAlY/Al2O3-30％B4C复合涂层呈典型的层状结构,涂层的主晶相为NiCoCrAlY、B4C和Al2O3相.随温度升高,涂层摩擦系数逐渐增大,涂层磨损率先增大后降低.低温下,涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和脆性断裂;高温下为磨粒磨损、氧化和金属氧化物的转移.
关键词:
NiCoCrAlY/Al2O3-30％B4C
,
等离子喷涂
,
摩擦性能
,
磨损
曹玉霞
人工晶体学报
以CaB2O4作为烧结助剂,采用热压烧结技术制备了片状hBN.通过SEM、XRD和摩擦磨损试验机对hBN块体的显微结构、物相组成和摩擦性能进行了表征.结果表明:在N2气气氛下,烧结温度为2000℃,保温时间为5h时,CaB2O4的加入可以有效的提高hBN的结晶性能.烧结hBN呈片状结构,其粒径约为0.5～2 μm,厚度约为200nm.hBN块体的摩擦系数和磨损量均随着温度的升高先增大后稍有降低,在600℃时,摩擦系数和磨损量均达到最高,其空气和水蒸气气氛下的摩擦系数分别为0.6和0.25,磨损量分别为9.1 mg和4.9 mg.在整个测试温度范围内,水蒸气气氛下的摩擦系数和磨损量均比空气气氛下低,这主要是因为:室温下,水蒸汽在hBN与摩擦副的摩擦表面形成一层水膜;高温下,hBN可以与水蒸汽发生反应,生成H3BO3.
关键词:
hBN
,
CaB2O4
,
热压烧结
,
摩擦性能
