陶瓷基納米耐磨涂層
2019-6-26 19:29:52 點擊:
陶瓷基納米耐磨涂層是將氧化物陶瓷基料、其他添加相和納米陶瓷相等按適當比例混合起來,涂覆于經表面處理的工件表面,經固化或燒結而成的潤滑耐磨涂層。陶瓷基納米耐磨涂層一般具有耐溫耐磨性能好,但結合強度較低的特點。以下是納米高溫耐磨復合涂層FM650的制作過程和性能介紹。


將納米SiC、Zr02、A203、SiO2等材料與其他微米級粉料白泥(10% ~ 15%)、鋯英石(10% ~ 15%)、 Al203(15%~20%)、SiC (5%~ 10%)、ZnO (5%)、SiO2 (30% ~60%)、納米ZrO2 (1%~3%)、 納米Al2O3 (1% ~3%)、納米SiO2 (1%~3%)混合,研磨適當時間后加入水玻璃(水玻璃1.6~2.0 g粉料加1 mL,然后用電動強力攪拌將分散系攪拌均勻后得納米耐磨涂料。將涂料涂刷(涂層厚度≤2 mm) 在工件表面后,在室溫下放置干燥,然后分別經80C和150C加熱3 h固化處理,得到納米高溫耐磨復合涂層。與未加納米粉體的普通涂層相比,涂層的燒結性能提高,燒結體的晶粒度被細化,納米耐磨涂層的結合強度從原來的2.90MPa提高到3.49MPa,采用單面涂層降低氣孔的影響,則涂層強度從6.26 MPa提高到10.43 MPa;耐磨性和致密度均有很大提高。另外,納米粉體的加人改善了涂層與鋼的膨脹系數匹配程度,不經低溫80C/150C處理,涂層仍具有良好的耐熱振性能。因為在涂層升溫燒結過程中,致密化速率與粉體顆粒尺寸的四次方成反比,納米粒子小,比表面積大,并具有高的擴散速率,因而加入納米粉體進行燒結,,不僅使致密化速度快,還可降低燒結溫度。因此在熱振試驗時,在700C時就有一個低溫初期燒結作用,涂層致密性提高,耐磨性和耐腐蝕性大大增強。另有研究表明,對于尺寸為37nm的Al2O3等納米硬質相,當添加量不超過20%時有明顯的增韌和增強作用。


對納米TiN改性TiC-Mo2C-Ni金屬陶瓷(Cermetm) 刀具的磨損性能研究表明: Cermetm 刀具的抗磨性優于YG8及YT15刀具,在D。 = 200 m/min、 a。 =0.5 mm、f= 0.1 mm/r下,Cermetum刀具的耐磨性是YT15 的5倍(如圖13.7-18),比YG8的耐磨性也高得多。Cermethin 刀具中的主要相TiC的硬度高于普通YG系列硬質合金中的硬質相WC,而且由于TiN的加入可以產生明顯的細化晶粒,提高硬度、強度的效果,所以它的硬度和抗磨粒磨損性能比普通YG、YT系列硬質合金刀具要好。而且其熱穩定性、高溫硬度和高溫強度都高于普通硬質合金。Cermet, m刀具的失效形式為磨損及崩刃。
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