对表面工程方向研究生培养的思考

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作者 蔡飞 张世宏 《安徽工业大学学报（社会科学版）》 2019年第6期60-61,73,共3页

表面工程方向研究生培养应加强导师组培养模式,把表面方向课程中的“分类专题讲座”引入课堂,在培养过程中要重视培养研究生学习方法,加强查阅文献和实验的能力,注重理论联系实际。

关键词 表面工程 研究生培养 培养模式

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等离子喷涂硅酸盐搪瓷涂层及其热循环行为研究 被引量：1

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作者 杨均 姚青 +3 位作者 李怀峰 卞清 裴妍娜 薛召露 《电镀与涂饰》 CAS 北大核心 2024年第2期76-83,共8页

[目的]硅酸盐搪瓷涂层在冷热循环过程中的失效行为很少受到关注。[方法]采用喷雾造粒与烧结相结合的方式制备了多组分硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料,随后采用大气等离子喷涂技术在12CrMoV合金钢表面制备了SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)CO_(3... [目的]硅酸盐搪瓷涂层在冷热循环过程中的失效行为很少受到关注。[方法]采用喷雾造粒与烧结相结合的方式制备了多组分硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料,随后采用大气等离子喷涂技术在12CrMoV合金钢表面制备了SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)CO_(3)-CaO基硅酸盐搪瓷涂层,研究了该涂层的微观组织和在700℃下的水淬热震循环行为。[结果]硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料呈球形,粒径分布在20~60μm之间。等离子喷涂硅酸盐涂层呈明显的堆叠层状铺展沉积,表面较为粗糙,其内部虽然存在一定数量的闭孔,但整体较为致密,除了含有一定数量的非晶相,还有SiO_(2)、Al_(2)SiO_(5)和Ca_(2)MgSi_(2)O_(7)晶相。该涂层在700℃水淬热震循环145次后发生部分脆性剥落。[结论]热震循环过程中发生的金属基体氧化、晶相分解,以及冷热交变循环等因素产生的热应力可能是导致涂层失效的原因。 展开更多

关键词 合金钢 硅酸盐搪瓷涂层 大气等离子喷涂 喷雾造粒 热循环 微观结构

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冷作模具钢等离子渗镀CrVN复合涂层摩擦磨损性能研究 被引量：2

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作者 方波 张林 +1 位作者 蔡飞 张世宏 《真空》 CAS 2020年第2期33-39,共7页

采用等离子渗镀技术在DC 53冷作模具钢表面制备CrN和CrVN复合涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,对比研究了两种涂层的组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能。结果表明:所制... 采用等离子渗镀技术在DC 53冷作模具钢表面制备CrN和CrVN复合涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,对比研究了两种涂层的组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能。结果表明:所制备的CrN和CrVN涂层均为面心立方(fcc)结构,并呈现(111)择优取向,其中CrVN涂层形成了以fcc-CrN相为基础的CrVN固溶体结构。CrN涂层中掺入V抑制了柱状晶生长,涂层结构更加致密,硬度和结合力明显提高,摩擦系数及磨损率降低。CrVN涂层表面粗糙度较低,并在摩擦过程中生成具有自润滑性的VO2,涂层抗粘铝性能得到改善。 展开更多

关键词 冷作模具 CrVN涂层 微观结构 摩擦磨损 抗粘附性

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GCr15钢的激光熔覆铁基合金研究 被引量：2

4

作者 刘汀 张林 +2 位作者 蔡飞 方钊 李明喜 《热处理》 CAS 2019年第3期11-17,共7页

冷轧辊等高碳钢机械零件在运行中易因严重的磨损或疲劳剥落而报废,如将其修复,则可延长其使用寿命。在常用于制作冷轧辊的GCr15钢上,采用激光熔覆技术,以不同的工艺参数(包括激光扫描速率、送粉速率和搭接率)制备了由内层(LC)和外层(HC... 冷轧辊等高碳钢机械零件在运行中易因严重的磨损或疲劳剥落而报废,如将其修复,则可延长其使用寿命。在常用于制作冷轧辊的GCr15钢上,采用激光熔覆技术,以不同的工艺参数(包括激光扫描速率、送粉速率和搭接率)制备了由内层(LC)和外层(HC)组成的铁基合金梯度熔覆层。采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了熔覆层的显微组织、相成分,采用硬度计、磨损仪和台阶仪测定了熔覆层的硬度梯度和耐磨性能。结果表明:HC合金层主要由α-Fe、Cr7C3以及γ-Fe组成,熔覆层厚度为3~5mm,硬度梯度较平缓,无裂纹等缺陷。随着激光扫描速率的增大,HC层的组织细化,硬度和耐磨性提高。以130 mm/min扫描速率制备的熔覆层截面硬度高达800HV0.3,以70mm/min、90mm/min、130mm/min和170mm/min的扫描速率制备的熔覆层体积磨损率分别为1.63、1.50、1.32和1.33(×10-14m3/Nm),其摩擦因数分别为0.57、0.74、0.71和0.69。只要激光熔覆工艺参数恰当,GCr15钢的铁基合金熔覆层就具有细小的组织、高硬度和良好的耐磨性能。结果表明,采用激光熔覆技术修复磨损的冷轧辊等高碳钢零件是可行的。 展开更多

关键词 激光熔覆 修复 GCR15钢 扫描速度 梯度熔覆层 耐磨性能

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HVAF喷涂不同碳化物含量的NiCr-Cr_3C_2涂层研究 被引量：4

5

作者 王硕煜 陈鹏飞 +3 位作者 蔡飞 张世宏 丁贵军 杨钧 《热喷涂技术》 2017年第2期22-27,47,共7页

本文利用HVAF技术在CrZrCu基体上喷涂制备了NiCr-30%Cr_3C_2涂层和NiCr-50%Cr_3C_2涂层。采用X射线衍射仪和扫描电镜表征涂层物相组成和截面形貌;使用拉伸试验机、维氏硬度计、销盘磨损试验机测量了涂层的结合强度、硬度和摩擦磨损性能... 本文利用HVAF技术在CrZrCu基体上喷涂制备了NiCr-30%Cr_3C_2涂层和NiCr-50%Cr_3C_2涂层。采用X射线衍射仪和扫描电镜表征涂层物相组成和截面形貌;使用拉伸试验机、维氏硬度计、销盘磨损试验机测量了涂层的结合强度、硬度和摩擦磨损性能。结果显示:含有50%Cr_3C_2的涂层具有更高的硬度和耐磨性,但是由于碳化物含量较多使得涂层内部孔隙率增加,同时结合强度变差。而30%Cr_3C_2涂层具有较低的孔隙率和较高的结合强度。两种喷涂层均以机械结合为主,磨损机制主要为黏着磨损和轻微的氧化磨损。 展开更多

关键词 喷涂 结晶器铜板 NiCr-Cr3C2涂层 摩擦磨损

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基于正交实验设计方法的APS喷涂Al2O3涂层性能的研究 被引量：6

6

作者 闫祖鹏 张世宏 +2 位作者 温永红 刘侠 薛召露 《热喷涂技术》 2019年第3期44-50,共7页

采用正交实验方法研究了大气等离子喷涂工艺参数主气流量、喷涂功率和送粉量对Al2O3陶瓷涂层结合强度和显微硬度的影响,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了粉末和涂层的组织结构,采用WDW-50微机控制电子万能试验机、HV-1000维氏硬... 采用正交实验方法研究了大气等离子喷涂工艺参数主气流量、喷涂功率和送粉量对Al2O3陶瓷涂层结合强度和显微硬度的影响,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了粉末和涂层的组织结构,采用WDW-50微机控制电子万能试验机、HV-1000维氏硬度计测量了涂层的结合强度、截面硬度,结合涂层组织结构并应用极差和方差分析方法对实验结果进行了分析,得到了优化后的工艺参数。结果表明,涂层由熔融和未熔融区域混合而成,截面形貌凹凸咬合,以机械结合为主。影响大气等离子喷涂Al2O3涂层性能工艺参数的主次顺序依次为:喷涂功率、主气流量、送粉量,随着功率和主气流量的升高,涂层的结合强度和硬度均出现先增加后降低的趋势。大气等离子喷涂Al2O3最优工艺参数为喷涂功率44KW,主气流量40L/min,送粉量40g/min,制备的涂层结合强度52MPa,显微硬度1219.4HV0.3,孔隙率值为4.00%。 展开更多

关键词 正交实验 工艺参数 大气等离子喷涂 AL2O3涂层

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Y2O3对NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层热腐蚀性能影响行为研究 被引量：1

7

作者 倪振航 胡凯 +4 位作者 刘侠 张世宏 薛召露 王硕煜 解明祥 《热喷涂技术》 2020年第1期25-33,共9页

本文利用超音速火焰喷涂技术(HVOF),在20G钢表面制备了掺杂1wt.%、3wt.%、5wt.%三种不同含量Y2O3的NiCr-Cr3C2金属陶瓷复合涂层,并探究了其在650℃,Na2SO4/K2SO4熔盐环境中的热腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、拉伸试验机等... 本文利用超音速火焰喷涂技术(HVOF),在20G钢表面制备了掺杂1wt.%、3wt.%、5wt.%三种不同含量Y2O3的NiCr-Cr3C2金属陶瓷复合涂层,并探究了其在650℃,Na2SO4/K2SO4熔盐环境中的热腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、拉伸试验机等对涂层的微观结构和力学性能进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线能谱仪(EDS)对复合涂层热腐蚀产物形貌、物相进行分析。结果表明掺杂1wt.%Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层结构致密、孔隙率低、结合强度高,显微硬度达到801HV。热腐蚀过程中掺杂Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层表面均生成耐蚀性良好且致密的Cr2O3膜。随着Y2O3掺杂量的增加,涂层的耐热腐蚀性能先升高后下降,当Y2O3掺杂量为1wt.%时,复合涂层表现出最佳的耐热腐蚀性能。 展开更多

关键词 HVOF NiCr-Cr3C2 Y2O3掺杂 热腐蚀

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高能离子源清洗对AlCrN刀具涂层结构及性能的影响 被引量：8

8

作者 张世宏 毛陶杰 +3 位作者 方炜 蔡飞 王启民 张腾飞 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期34-41,共8页

采用自主研发的离子源增强多弧离子镀设备,研究涂层沉积前不同清洗工艺对基材表面粗糙度以及所制备的AlCrN涂层的表面形貌、硬度、膜基结合力、摩擦磨损和切削性能的影响。研究结果表明,高能Ar^+清洗可以更有效清洁基材表面。与传统弧... 采用自主研发的离子源增强多弧离子镀设备,研究涂层沉积前不同清洗工艺对基材表面粗糙度以及所制备的AlCrN涂层的表面形貌、硬度、膜基结合力、摩擦磨损和切削性能的影响。研究结果表明,高能Ar^+清洗可以更有效清洁基材表面。与传统弧源清洗技术相比,经高能离子源清洗后的基体表面粗糙度降低,沉积态涂层的表面粗糙度更低。相比于传统弧源清洗工艺,高能Ar^+清洗可以显著提高膜基结合强度,达到48.7 N,摩擦因数和磨损率均降低,涂层刀具寿命提高了3倍。 展开更多

关键词 AlCrN涂层 离子源清洗 磨损 切削

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磷酸铝铬封孔处理对热喷涂WC-12Co涂层耐蚀性的影响 被引量：6

9

作者 李乐 陈汪林 +2 位作者 蔡飞 张林 张世宏 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期56-63,共8页

以磷酸铝铬溶液和Cr_2O_3粉末为原料制备了一种封孔剂,并对WC-12Co热喷涂涂层进行封孔处理。利用XRD、SEM、EDS以及TG-DSC分别对磷酸铝铬的物相、封孔前后涂层表面形貌、固化特性和耐热性能进行检测分析。利用动电位极化电化学测试和热... 以磷酸铝铬溶液和Cr_2O_3粉末为原料制备了一种封孔剂,并对WC-12Co热喷涂涂层进行封孔处理。利用XRD、SEM、EDS以及TG-DSC分别对磷酸铝铬的物相、封孔前后涂层表面形貌、固化特性和耐热性能进行检测分析。利用动电位极化电化学测试和热震试验分别对封孔前后涂层的抗腐蚀性和固化后的磷酸铝铬层的抗热震性能进行研究。结果表明:磷酸铝铬的固化温度在250℃左右,在700℃内体系无任何热效应发生,材料具有良好的耐热性能。固化后涂层表面致密,磷酸铝铬对涂层孔隙具有良好的填充作用,明显降低了涂层的孔隙率。封孔后的涂层具有较高的自腐蚀电位和较小的腐蚀电流密度,涂层耐蚀性显著提高。在450℃下进行热震试验,当热震次数一定时(热循环100次),添加填料的磷酸铝铬层的剥落面积低于未添加填料的磷酸铝铬层,表现出较高的抗热震性能。 展开更多

关键词 磷酸铝铬 封孔剂 热喷涂涂层 耐腐蚀

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等离子渗镀TiN/TiCN多涂层的力学和摩擦磨损性能 被引量：2

10

作者 张林 刘晴 +2 位作者 张百勇 蔡飞 张世宏 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期33-38,共6页

采用等离子渗镀复合处理技术在DC53模具钢表面制备出TiN/TiCN多层涂层,重点研究了等离子渗氮(PN)和等离子氮碳共渗(PNC)工艺对随后的电弧离子镀TiN/TiCN涂层的力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:经等离子渗氮和等离子氮碳共渗处理... 采用等离子渗镀复合处理技术在DC53模具钢表面制备出TiN/TiCN多层涂层,重点研究了等离子渗氮(PN)和等离子氮碳共渗(PNC)工艺对随后的电弧离子镀TiN/TiCN涂层的力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:经等离子渗氮和等离子氮碳共渗处理后,模具钢基体表面均形成Fe3N和γ'-Fe4N化合物。等离子渗氮(等离子氮碳共渗)-电弧离子镀复合处理工艺制备的TiN/TiCN多层涂层的硬度和结合强度明显优于单一的TiN/TiCN多层涂层样品。由于等离子氮碳共渗硬化层中存在较多的γ'-Fe4N硬质相,有利于面心立方结构氮化物涂层外延生长,改善了涂层体系的承载能力,耐磨损性能得到显著提升。 展开更多

关键词 TiN/TiCN多层涂层 等离子渗氮 等离子氮碳共渗 电弧离子镀

原文传递

连接层和退火对HVAF喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层性能的影响 被引量：3

11

作者 陈鹏飞 王学生 +2 位作者 孙华 蔡飞 张世宏 《热喷涂技术》 2018年第2期37-45,68,共10页

本文使用HVOF和HVAF技术在铜合金上喷涂Cr_3C_2-50wt%Ni Cr涂层,并就NiCr连接层和退火对HVAF喷涂层的耐磨性和耐腐蚀性进行研究。通过对涂层物相组成、显微结构、力学性能、摩擦磨损性能以及电化学动力学曲线进行测试。结果发现:HVAF喷... 本文使用HVOF和HVAF技术在铜合金上喷涂Cr_3C_2-50wt%Ni Cr涂层,并就NiCr连接层和退火对HVAF喷涂层的耐磨性和耐腐蚀性进行研究。通过对涂层物相组成、显微结构、力学性能、摩擦磨损性能以及电化学动力学曲线进行测试。结果发现:HVAF喷涂层具有比HVOF更高的结合强度,且磨损体积差异较小,但致密的HVOF喷涂层其耐腐蚀性能优于HVAF喷涂层;NiCr连接层的添加提高了复合涂层的结合强度,且致密的连接层结构可阻碍腐蚀液向基体的侵蚀,使复合涂层的耐腐蚀性能提升;退火处理通过消除涂层内部缺陷提高组织致密性,使得耐腐蚀性增强,并且退火处理降低了涂层内部残余应力,导致涂层结合强度和耐磨性能提升;300℃磨损条件下,喷涂层的磨损机制包括黏着磨损、磨粒磨损和局部氧化磨损。 展开更多

关键词 HVOF HVAF 高温磨损 腐蚀 Cr3C2-NiCr.

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高校实验室安全管理的问题与对策 被引量：3

12

作者 耿兰芳 《安徽工业大学学报（社会科学版）》 2023年第1期115-117,共3页

加强高校实验室安全管理是防范风险隐患、筑牢安全防线、建设平安校园的重要保障。目前高校实验室安全管理工作中仍存在安全责任落实机制不健全、安全制度与操作规程不完善、安全教育培训不够深入等诸多问题。高校应建立安全生产责任制... 加强高校实验室安全管理是防范风险隐患、筑牢安全防线、建设平安校园的重要保障。目前高校实验室安全管理工作中仍存在安全责任落实机制不健全、安全制度与操作规程不完善、安全教育培训不够深入等诸多问题。高校应建立安全生产责任制,落实安全管理责任;加强实验室安全管理,及时排除安全隐患;加强安全教育,严格执行安全准入机制;制定应急预案,加强事故应对能力。 展开更多

关键词 高校实验室 安全管理 安全意识 平安校园

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Ni含量对NiCrN涂层腐蚀磨损机理的影响 被引量：10

13

作者 巫业栋 杨英 +3 位作者 张世宏 张林 郑军 王启民 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期63-72,共10页

为了提高农业机械部件的腐蚀磨损性能,采用电弧离子镀技术在42CrMo钢基体上制备NiCrN涂层,系统研究Ni含量对涂层结构、力学性能以及腐蚀磨损性能的影响。结果表明:通过调节靶材组分实现涂层中Ni含量(原子数分数)的变化(35.9%~67%)。涂... 为了提高农业机械部件的腐蚀磨损性能,采用电弧离子镀技术在42CrMo钢基体上制备NiCrN涂层,系统研究Ni含量对涂层结构、力学性能以及腐蚀磨损性能的影响。结果表明:通过调节靶材组分实现涂层中Ni含量(原子数分数)的变化(35.9%~67%)。涂层物相主要由金属Ni相、Cr2N及CrN陶瓷相组成。随着涂层中Ni含量增加,涂层与基体结合强度提高,而涂层硬度从759 HK0.025降低至566 HK0.025。根据腐蚀磨损动力学曲线可知:随着涂层中Ni含量增加,涂层失重速率先降低后升高,44.1%Ni涂层失重速率最低,耐腐蚀磨损性能最佳。在腐蚀磨损过程中,腐蚀介质以涂层中贯穿性缺陷作为腐蚀通道与基体发生接触,使得腐蚀优先发生在膜-基界面的基体上。腐蚀与磨损存在明显的交互作用,加速了涂层的失效。 展开更多

关键词 NiCrN涂层 电弧离子镀 腐蚀磨损 镍含量

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多弧离子镀TiAlSiN梯度涂层制备及切削性能 被引量：15

14

作者 汪鹏 许昌庆 +3 位作者 蔡飞 斯松华 张世宏 梁加刚 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期34-43,共10页

针对含Si超硬涂层与基体结合强度不足,切削过程中涂层易发生剥落从而导致涂层刀具切削性能低的问题,采用离子源增强的多弧离子镀技术在硬质合金刀具上制备了不同含Si层梯度结构的TiAlSiN梯度涂层。利用XRD、SEM、OM以及切削试验探讨不同... 针对含Si超硬涂层与基体结合强度不足,切削过程中涂层易发生剥落从而导致涂层刀具切削性能低的问题,采用离子源增强的多弧离子镀技术在硬质合金刀具上制备了不同含Si层梯度结构的TiAlSiN梯度涂层。利用XRD、SEM、OM以及切削试验探讨不同含Si层梯度结构对涂层物相、表面形貌、膜基结合强度、摩擦磨损以及切削性能的影响。结果显示:不同含Si层梯度结构的TiAlSiN涂层主要由固溶的(Ti, Al)N和(Al, Ti)N相组成。其中,低Si直接过渡的TiAlSiN涂层(S3)呈现出较高的硬度、良好的膜基结合力、较低的涂层残余应力和摩擦因数。铣削结果显示,涂层刀具的切削磨损机理主要表现为粘着磨损。当切削速度为80 m/min时,低Si过渡涂层(S3涂层)表现出更高的切削长度(925 m),显著高于S1涂层的525 m;当切削速度由80 m/min增加至110 m/min时,S3涂层切削长度增加到1650 m。对含Si刀具涂层进行梯度设计,可有效提高涂层的膜-基结合强度和涂层刀具的切削性能。 展开更多

关键词 多弧离子镀 TiAlSiN涂层 梯度涂层 切削性能

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煤油流量对HVOF喷涂WC-12Co/NiCrBSi复合涂层显微组织与性能的影响 被引量：7

15

作者 刘杰 刘侠 +4 位作者 胡凯 张世宏 王硕煜 丁毅 薛召露 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期119-128,共10页

在CrZrCu基体上电镀Ni粘结层,通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,采用不同煤油流量在电镀Ni粘结层上制备了WC-12Co/NiCrBSi复合涂层。利用XRD、SEM、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和球盘式摩擦磨损试验机考察了不同煤油流量下涂层... 在CrZrCu基体上电镀Ni粘结层,通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,采用不同煤油流量在电镀Ni粘结层上制备了WC-12Co/NiCrBSi复合涂层。利用XRD、SEM、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和球盘式摩擦磨损试验机考察了不同煤油流量下涂层相组成、组织结构、力学性能和高温摩擦磨损性能。结果表明:不同涂层的物相组成基本相同,喷涂过程中发生了一定程度的分解脱碳生成了W2C,以及少量的Cr7C3和Co3W3C相;随着煤油流量升高,涂层硬度提高,涂层孔隙率和耐磨性表现出先降低后升高趋势,致密的结构与较高的硬度有利于提高涂层的耐磨性;煤油流量为26 L/h的工艺下制备的涂层孔隙率最低,为0.11%,硬度较高达到927.0 HV0.3,摩擦因数最低约为0.46,磨损率最低为2.83×10-15m3/(N·m),抗粘着磨损性能最好。 展开更多

关键词 超音速火焰喷涂 WC-12Co/NiCrBSi复合涂层 煤油流量 显微组织 高温磨损性能

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不同弧电流对AlCrBN涂层结构和性能的影响 被引量：3

16

作者 王建明 蔡飞 +1 位作者 张林 张世宏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期215-224,共10页

目的提高涂层刀具在高速工况下的切削寿命。方法利用电弧离子镀技术在高速钢试样块和刀具表面制备不同弧电流(60、80、100 A)的AlCrBN涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、轮廓仪、洛氏压痕仪、划痕仪、... 目的提高涂层刀具在高速工况下的切削寿命。方法利用电弧离子镀技术在高速钢试样块和刀具表面制备不同弧电流(60、80、100 A)的AlCrBN涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、轮廓仪、洛氏压痕仪、划痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验仪和切削试验对涂层的微观结构和性能进行研究分析。结果AlCrBN涂层的物相成分为固溶的fcc-(Cr,Al)N相以及少量的CrB2和fcc-BN相。随着AlCrB靶弧电流由60 A增至100 A,表面粗糙度Sq值由197 nm增至208 nm,Sa值由107 nm增至113 nm;显微硬度由3574HK0.05先增至3890HK0.05,再降至3209HK0.05;结合强度Lc2由57 N增至63 N,再降至55 N,均呈现先增后减的趋势。不同弧电流制备的AlCrBN涂层的磨损率依次为0.69×10^−15、0.38×10^−15、0.84×10^−15 m^3/(N·m),涂层的磨损机理均为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。切削结果显示,AlCrBN涂层刀具在切削速度VC为60 m/min和191 m/min条件下的切削寿命均高于AlCrN涂层刀具,且80 A条件下制备的AlCrBN涂层刀具切削寿命均最长,分别为9 m和6 m。切削速度60 m/min条件下的磨损机理:初期为磨粒磨损,中期为磨粒磨损和粘着磨损,后期为粘着磨损。切削速度191 m/min条件下的磨损机理:初期和中期为磨粒磨损和粘着磨损,后期为粘着磨损。结论AlCrBN涂层刀具与AlCrN涂层刀具相比,切削性能更加优越,并且80 A条件下制备的AlCrBN涂层的综合性能最优。 展开更多

关键词 电弧离子镀 AlCrBN涂层 弧电流 刀具 磨损 切削

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黏结层及真空退火对NiCr-30%Cr3C2金属-陶瓷喷涂层性能的影响 被引量：2

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作者 柯鹏 蔡飞 +5 位作者 胡凯 张世宏 王硕煜 朱广宏 倪振航 胡小红 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期144-150,共7页

采用两种黏结层(电镀Ni+HVOFNiCr黏结层和电镀Ni黏结层),通过超音速火焰喷涂技术制备NiCr-30%Cr3C2(质量分数)金属-陶瓷涂层,并对含电镀Ni黏结层的涂层在不同温度(800,850,900℃)下进行真空退火处理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显... 采用两种黏结层(电镀Ni+HVOFNiCr黏结层和电镀Ni黏结层),通过超音速火焰喷涂技术制备NiCr-30%Cr3C2(质量分数)金属-陶瓷涂层,并对含电镀Ni黏结层的涂层在不同温度(800,850,900℃)下进行真空退火处理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子拉伸试验机、销盘摩擦磨损仪(BOD)以及台阶仪研究了黏结层和退火处理对涂层的物相结构、结合强度和不同载荷下摩擦性能的影响。结果表明:采用Ni黏结层涂层的结合强度达64MPa,且退火后结合强度明显提升;20N载荷下,该涂层的耐磨性优于Ni-NiCr黏结层涂层,且退火后耐磨性明显提升;在5N载荷下,两种黏结层涂层的耐磨性相近,但退火后Ni黏结层涂层的耐磨性降低。 展开更多

关键词 超音速火焰喷涂 黏结层 退火处理 耐磨性 结合强度

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高能离子刻蚀前处理对AlTiSiN涂层切削性能的影响 被引量：4

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作者 梁加刚 许昌庆 +3 位作者 王标 高营 蔡飞 张世宏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期145-151,共7页

目的提高AlTiSiN涂层与刀具基材的结合强度,降低涂层表面的粗糙度,减少切削过程中涂层的剥落,改善涂层刀具的切削寿命。方法采用离子源增强的多弧离子镀设备刻蚀清理基体材料,并制备AlTiSiN涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)... 目的提高AlTiSiN涂层与刀具基材的结合强度,降低涂层表面的粗糙度,减少切削过程中涂层的剥落,改善涂层刀具的切削寿命。方法采用离子源增强的多弧离子镀设备刻蚀清理基体材料,并制备AlTiSiN涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、粗糙度仪、划痕仪和铣削实验探讨涂层沉积前不同Ar离子刻蚀清洗工艺对AlTiSiN涂层结构、膜基结合力和涂层表面形貌的的影响,探究不同刻蚀清洗工艺对涂层刀具切削机理和切削性能的影响。结果 AlTiSiN涂层的相结构主要由(Al,Ti)N固溶体相组成,涂层沿着基体呈现柱状生长。随着高能Ar离子刻蚀电流由40 A增加至100 A,涂层的表面粗糙度降低,Ra值由140 nm降至69 nm,Sq值由226 nm降至117 nm;涂层与基体之间的结合强度增加,Lc2由41 N增加至52 N;切削加工DC53模具钢结果显示,当清洗电流增加至100 A,涂层的剥落几率降低,涂层刀具的切削寿命增加,由11 m增加至23 m。结论高能离子刻蚀前处理过程可有效增加涂层与基体之间的结合强度,降低涂层表面粗糙度,进而提高涂层刀具的切削寿命。刻蚀清洗所用电流强度越大,清洗效果越好,刀具涂层切削性能提高越明显。 展开更多

关键词 Al TI SI N涂层 离子源清洗 结合强度 切削

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铝硅复合硅氧烷封孔层的制备及耐腐蚀性能 被引量：4

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作者 王学生 刘侠 +1 位作者 包全合 张世宏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期258-266,共9页

目的提高涂层耐腐蚀性能,并研究封孔剂中铝硅溶胶与硅氧烷的比例对封孔性能的影响。方法以铝硅复合溶胶和甲基三甲氧基硅氧烷(MTMS)为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备无机-有机复合封孔剂,并对Cr3C2-NiCr热喷涂涂层进行封孔,探究不同比例... 目的提高涂层耐腐蚀性能,并研究封孔剂中铝硅溶胶与硅氧烷的比例对封孔性能的影响。方法以铝硅复合溶胶和甲基三甲氧基硅氧烷(MTMS)为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备无机-有机复合封孔剂,并对Cr3C2-NiCr热喷涂涂层进行封孔,探究不同比例的复合封孔剂对涂层耐腐蚀性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、热重-差热(TG-DTA)、扫描电子显微镜(SEM)检测研究封孔层物相组成、热稳定性和微观形貌。通过极化曲线和电化学阻抗谱测试研究封孔前后涂层的耐腐蚀性能,并以全浸泡腐蚀试验对其耐腐蚀性能进一步探究。结果铝硅复合硅氧烷封孔剂的固化温度在120℃左右,固化后,涂层表面光滑致密,封孔剂的耐热温度在300℃左右。该封孔剂对涂层孔隙具有良好的填充作用。当铝硅复合溶胶和硅氧烷质量比为3︰2时,涂层的耐腐蚀性最好,其自腐蚀电流密度和阻抗分别为8.671×10^–6 A/cm2和4593Ω·cm^2,全浸泡腐蚀速率为4.17×10^-3 g/(m^2·h)。随着封孔剂中MTMS比例增加,固化过程中不断有裂纹产生,导致涂层的耐腐蚀性能不断降低。结论制备的封孔剂显著提高了涂层的耐腐蚀性能,并且在MTMS质量分数为40%时,其耐腐蚀性能最优。 展开更多

关键词 铝硅复合硅氧烷 封孔剂 CR3C2-NICR涂层 耐热性 耐腐蚀性能

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钛合金表面不同多层结构Cr/CrAlN涂层的制备及磨损性能 被引量：3

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作者 张向东 蔡习军 +2 位作者 蔡飞 张世宏 陈利 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期123-128,共6页

为改善TC4钛合金(Ti-6A1-4V)表面力学性能和抗磨损性能,利用多弧离子镀技术在其表面沉积制备Cr层与CrAlN层交替(1、5和10个循环周期)沉积的Cr/CrAlN多层涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、轮廓仪、洛氏压痕仪、显微硬度计、球... 为改善TC4钛合金(Ti-6A1-4V)表面力学性能和抗磨损性能,利用多弧离子镀技术在其表面沉积制备Cr层与CrAlN层交替(1、5和10个循环周期)沉积的Cr/CrAlN多层涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、轮廓仪、洛氏压痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损等对涂层的微观结构和性能进行研究。结果表明:Cr/CrAlN-1涂层的主要物相为固溶的(Al,Cr)N相,而Cr/CrAlN-5和Cr/CrAlN-10多层涂层的主要物相为固溶的(Al,Cr)N相和Cr相。随着循环周期的增加,(Al,Cr)N相的优先生长方向由(111)晶面转变为(200)晶面,同时涂层的晶粒尺寸减小。金属Cr层的加入和多层结构可以显著增加Cr/CrAlN多层涂层的膜-基结合强度。此外,Cr/CrAlN涂层显著提升了钛合金基体的硬度和耐磨性能,其中Cr/CrAlN-1的显微硬度(2465HK_(0.025))最高,而Cr/CrAlN-5的磨损率(1.52×10^(-6)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1))最低,Cr/CrAlN多层涂层的磨损失效机理主要为氧化磨损。 展开更多

关键词 Cr/CrAlN多层涂层 多弧离子镀 微观结构 磨损

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