仿生凹坑与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能

为了探讨凹坑形态与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能,采用激光技术和电沉积技术制备了由凹坑形态和纳米碳化硅/镍基复合镀层构成的仿生耦合表面,并进行了摩擦和磨损试验。结果表明,仿生耦合表面的磨损性能高于单纯复合镀层的磨损性能;随着磨损载荷的增加和磨损时间的延长,试样表面磨损机制由以塑性磨损为主逐渐转变成以粘着磨损、磨粒磨损为主的磨损机制。     

磁场强度对叠层复合材料摩擦学性能的影响

采用叠装-粘接工艺制备了不同润滑剂含量的钢-聚合物叠层复合材料,以GCr15钢球为摩擦配副,在球-盘摩擦试验机上考察叠层复合材料在不同磁场强度下的摩擦学性能.摩擦实验结果发现:随着磁场强度增大,不含润滑剂的叠层复合材料(S0)的摩擦系数和磨损率均发生显著降低;含润滑剂的叠层复合材料(S4)的摩擦系数和磨损率先缓慢降低后增大.用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察磨损表面形貌和元素分布,分析其磨损机理表明:细小磨屑被磁场吸附在接触表面并形成了滚珠效应,显著改善了S0的磨粒磨损和粘着磨损;在摩擦热和涡流热作用下,润滑剂迁移到硅钢表面并形成转移膜,使得S4具有良好的润滑性能;在无磁场时S4的聚合物表面发生疲劳剥落,在磁场作用下聚合物以塑性流动和粘着磨损为主.     

双层辉光等离子制备TiN渗镀层摩擦学性能研究

采用双层辉光等离子表面合金化技术在钢铁材料表面直接复合形成超硬耐磨的TiN渗镀层.利用WTM-1E可控气氛微型摩擦磨损试验仪和GZTC-1磨粒磨损试验仪,对TiN渗镀层的摩擦磨损性能进行了研究.研究结果表明:在室温干滑动磨损试验条件下,TiN渗镀层磨损表面光滑平整没有出现犁沟变形及黏着磨损痕迹,摩擦系数低,表现出了优异的耐磨性及良好的减摩性能.在相同磨损条件下,TiN渗镀层相对磨损速度最小,耐磨性较未处理的Q235钢试样提高7.81倍,较T10钢淬火+回火试样提高5.625倍,较3Cr13不锈钢渗氮试样提高7倍;在磨粒磨损条件下,渗镀层的磨损失效形式主要是镀层的碎裂与剥落,显微切削是轻微的,基本上没有发生塑性变形.随着砂纸砂粒度的增加,碎裂与剥落的程度逐渐加深.在本文试验条件下,TiN渗镀层的磨损机理主要为应力疲劳,其次为显微切削.     

脉冲电沉积Ni-W合金镀层的摩擦磨损性能

利用脉冲电沉积方法制备了Ni-W合金镀层,观察了该镀层在不同载荷下的摩擦磨损行为,探讨了该合金镀层的摩擦磨损机理,并与45钢进行了对比试验.结果表明,Ni-W合金镀层具有优良的耐磨性能.     

注塑模零件电刷镀纳米镀层的耐磨性能研究

利用电刷镀技术制备了含纳米SiO2和石墨粉的非晶态Ni-P合金复合镀层，并对其摩擦磨损性能进行了研究。研究表明，当纳米粉体在基质镀液中分散良好时，该复合镀层具有较高的显微硬度，较好的耐磨性及减摩性；当分散不良时，镀层的各项性能未见明显改善。模具试验表明，复合镀层有效地降低了干摩擦状态下注塑模推管与摩擦件的表面划伤与金属转移。     

Ni-P-Al2O3化学复合镀层的制备及其耐磨性能

碳钢表面进行化学镀处理,对提高碳钢的耐磨性能有重要作用。在Q235钢表面制备Ni-P镀层及不同纳米Al2O3颗粒含量的Ni-P-Al2O3镀层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和摩擦磨损实验机对镀层的表面形貌、相组成及摩擦磨损性能进行研究。结果表明:Ni-P-Al2O3镀层的磨损量、摩擦系数均小于Ni-P镀层,分别为2.6 mg和0.5;Ni-P-Al2O3镀层的磨损以犁沟磨损为主,磨粒磨损和黏着磨损为辅,Ni-P镀层的磨损为犁沟磨损。该研究可以为Ni-P-Al2O3镀层的实际应用提供理论支持。     

镍基纳米Al2O3粉末复合电刷镀镀层的耐磨性

为了进一步提高刷镀层的耐磨性 ,在 4 5 #钢基体上刷镀含有纳米 Al2 O3粉末的镍基复合镀层。通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜对镀层显微组织进行分析 ,用显微硬度计测定了镀层和基体的硬度 ,在 SRV磨损试验机上进行了磨损试验 ,用表面形貌仪测量了镀层磨损量。试验结果表明 ,加入纳米 Al2 O3粉末的复合镀层的硬度要比单纯的致密镍镀层的硬度高。随着纳米 Al2 O3粉末加入量的增加 ,复合镀层硬度逐渐提高。含纳米 Al2 O3粉末的镍基复合镀层与单纯致密镍镀层相比 ,具有更高的耐磨性 ,将有广泛的应用前景。     

磁场强度对45钢摩擦磨损性能的影响

采用销-环接触方式,在自制的摩擦磨损试验机上,研究了不同磁场强度对铁磁性材料45钢干滑动摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和三维形貌仪等仪器对磨损表面形貌及磨屑进行了表征。试验结果表明:施加磁场明显影响了45钢的摩擦磨损性能。随着磁场强度的增大,摩擦因数逐渐增大,磨损率逐渐减小,磨损表面粗糙度逐渐降低。磨屑参与摩擦过程的方式不仅影响其自身粒度的大小,而且影响摩擦表面接触状态,以至于对45钢的摩擦磨损性能产生了显著影响。磁场促进磨损表面及磨屑的氧化并吸附磨屑反复参与摩擦过程,在磨损表面形成磨屑层,从而改变45钢的摩擦磨损性能。     

Q235钢表面硬质合金喷涂层的磨损特性研究

用超音速火焰喷涂方法在Q235钢表面进行了WC硬质合金粉末的喷涂.在MRH-5A型滑动磨损试验机上,对涂层进行室温下的干滑动摩擦磨损性能测验,借助于扫描电镜观察磨损试样磨面形貌.通过对摩擦磨损数据进行分析,结果表明:Q235钢表面用WC硬质合金喷涂后,耐磨性大大提高,涂层磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损.     

镁合金表面磁控溅射SiC薄膜的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在镁合金(AZ91D)表面制备出SiC(碳化硅)薄膜,利用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机对薄膜的纳米力学性能和膜基系统的摩擦磨损性能进行了研究.试验结果表明:此薄膜具有低纳米硬度(12.39 GPa)、低弹性模量(78.93 GPa)和高硬弹比(0.157);膜基系统具有好的摩擦磨损性能,在以氮化硅球为对磨件的室温干摩擦条件下磨损速率在10-5mm3·m-1·N-1级,摩擦系数约为0.248,薄膜未出现裂纹和剥落.分析表明,此膜基系统具有良好抗磨性能与其薄膜具有低的硬度和高的硬弹比、膜基系统具有好的弹性模量匹配是相一致的.SiC薄膜的低纳米硬度、低弹性模量系基材镁所致.     

基体偏压对CrTiAlN镀层摩擦磨损性能的影响

应用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在高速钢和单晶硅基体上制备了一组随基体偏压变化的CrTiAlN梯度镀层,并测试了其摩擦学性能。结果表明,随偏压的增大,镀层的厚度、硬度、膜基结合强度和耐磨性能表现出先升后降、摩擦系数较低、具有良好的韧性;在-75 V左右偏压下沉积的镀层具有最佳的综合性能。通过XRD、SEM的分析表明,由CrN、TiN、AlN、Cr和Ti2N等微晶组成的复合镀层,晶粒细小,属于纳米级颗粒,从而使镀层具有良好的摩擦学性能。     

Study on Technology and Properties of Brush Plating Coatings

A new brush plating process with a soluble anode of nickel was introduced. TDY112 brush plating solution was used on the No. 20 carbon steel substrate. It has the higher deposit velocity, better properties and lower cost. Scanning electronic microscopy(SEM), optical microscope, microhardness testand wear test were adopted to detect the surface quality and the properties of the coating, such has micrograph, microstructure, micro-hardness wear resistance and adherence between the coating and the substrate. The experimental results showed that the suitable technological parameters to be used, the coatings had better the surface quality, higher hardness and wear resistance.     

碳纤维/石墨-铜基自润滑耐磨复合涂层的摩擦学性能

为提高45~#钢的摩擦学性能,采用热压烧结技术,在45~#钢表面制备了以Ni为中间连接层的铜基自润滑耐磨复合涂层。采用扫描电镜和能谱仪对涂层表面及截面的微结构进行了分析;采用球-盘式摩擦磨损试验机与GCr15球配副,在不同载荷和速度下,研究了铜基自润滑耐磨复合涂层和基体的干摩擦学性能,并分析了磨损机理。结果表明:在所有试验条件下,含4wt%碳纤维和2wt%石墨样品的摩擦系数和磨损率均比45~#钢低,且在15 N载荷、500 r/min转速下显示出最优的摩擦学性能。     

40Cr表面TiAlN/TiN复合镀层的滑动摩擦试验分析

采用多弧离子镀工艺在40Cr表面制备了TiAlN/TiN复合镀膜,利用UMT-2摩擦磨损实验机考察了TiAlN/TiN膜层的承载能力和摩擦学性能,通过扫描电子显微镜观察了磨损试件的表面形貌,应用X射线能谱仪分析了磨痕中心区元素及其含量,通过40Cr基体和TiAlN/TiN膜在摩擦系数和磨损量方面的比较来评价TiAlN/TiN复合膜层的摩擦学性能。结果表明:TiAlN/TiN涂层与基体间的结合力是影响涂层承载能力的主要因素之一,TiAlN/TiN复合镀层的摩擦学性能优于40Cr基体,TiAlN/TiN复合镀层的减摩、耐磨性能优越,并能成功地抵抗磨粒磨损和粘着磨损。     

压缩机动涡旋表面磷化膜层的磨损性能

采用AMSLER摩擦磨损试验机,模拟压缩机上支撑与动涡旋摩擦副,对灰铸铁表面磷化膜层摩擦副在不同条件下的摩擦磨损性能进行了研究,采用扫描电子显微镜(SEM)观测摩擦磨损表面形貌.试验结果表明:磷化工艺可以有效降低灰铸铁与磷化膜层之间的摩擦系数;在摩擦磨损过程中,磷化膜避免了金属表面的直接接触,降低了摩擦副之间的黏着.磷化试样在高速和低速条件下的抗咬合性能均优于未磷化试样.     

非平衡磁控溅射CrTiAlN镀层摩擦学性能分析

为探讨CrTiAlN镀层高硬度、低磨损机理,应用UDP850/4镀层设备,在高速钢和单晶硅基体上制备了CrTiAlN复合镀层,并测试了其力学性能和摩擦学性能,采用XRD、SEM、TEM等手段对镀层微观组织结构进行了分析.结果表明:在75 V负偏压下沉积的镀层具有显微硬度高、摩擦系数小,磨损率低,膜/基结合和韧性良好;镀层由CrN、TiN、AlN、Cr2N和Ti2N等纳米晶组成;纳米晶粒弥散于非晶的结构是硬度增强的机理;良好的膜基结合、韧性好和低摩擦系数是镀层具有低磨损的原因.     

新型Ni－Cu－P／MoS_2固体润滑镀层优化试验研究

研制出一种新型Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２电刷镀固体润滑复合镀层。对影响镀层耐磨性的因素进行了正交设计;包括镀液中铜盐、次亚磷酸盐、二硫化钼及刷镀电压。对得到的９种镀层,进行了摩擦磨损试验,测量其磨损量及摩擦系数,最终优化出最佳的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２镀层及相应的镀液。还对镀层的相结构及成分进行了测试,讨论了它们对镀层耐磨性的影响。结果表明,镀层中一定量的铜及亚稳间隙相对改善镀层的耐磨性及减磨性具有重要作用。     

高温下等离子喷涂涂层的减摩和抗磨特性

采用等离子喷涂工艺以最佳工艺参数制得 Ｃｒ２Ｏ３涂层。在 ＳＲＶ高温摩擦磨 损试验机上测量了该涂层与Ａｌ２Ｏ３球对磨从室温到８００℃时的摩擦系数和磨损量，结 果发现摩擦系数和磨损量都随温度上升而下降。 ＡＥＳ和 ＳＥＭ分析和观察磨损表面结 果表明；常温时涂层磨损机制为断裂磨损；高温时磨损表面发生材料转移和塑性流动， 并且在涂层表面有致密保护膜生成，该致密保护膜不仅降低摩擦系数而且降低涂层磨损。 文中还讨论了负荷对摩擦系数和涂层磨损的影响。     

载荷对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层摩擦磨损性能的影响

用脉冲电沉积技术制备表面平整光亮的纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层.采用XRD、TEM、SEM、EDS等方法研究了纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的微观组织结构、表面形貌和合金成分.研究了干滑动摩擦条件下纳米晶镀层的摩擦磨损性能、磨损后的组织结构和硬度的变化.结果表明：纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单相面心立方结构.镀层的摩擦系数和磨损量随着摩擦载荷的提高而增大,即镀层的耐磨性随载荷的提高而下降.摩擦磨损使纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层发生晶粒长大,摩擦载荷越大,磨损后镀层的硬度越低.     

钛合金的摩擦磨损性能及其改善方法

钛合金是航空航天等领域不可替代的重要材料,但摩擦磨损性能的不足限制了其在更广泛工况下的使用。介绍了关于钛合金摩擦磨损性能的传统认识和新的研究进展,综述了有关钛合金磨损机制和摩擦磨损性能的研究成果;总结了改善钛合金摩擦磨损性能的3类常用表面处理方法,即表面改性技术、表面合金化技术和表面涂镀技术;指出了当前钛合金磨损研究和性能改善方面存在的问题及提高钛合金耐磨性的研究方向。