C.R.C.Lima等人采用超音速火焰喷涂和电弧喷涂,在相同的喷涂参数条件下,成功制备了纳米WC-10Co4Cr和WC-12Co复合涂层,涂层厚度分别为500um和450um,并进行摩擦磨损性能的对比,其磨损损失量如图1所示.结果表明,超音速火焰喷涂制备的纳米涂层的耐磨损性能更好,其中以纳米WC-10Co4Cr的复合涂层性能最好,比超音速火焰喷涂制备的WC-12Co复合涂层的耐磨性高5倍,即其寿命约是WC-12Co的5倍.
图1基材、纳米WC-12Co和WC-10Co4Cr复合涂层磨损体积损失量对比
李万青等人采用超音速等离子喷涂方法,在0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢基底上,在相同的喷涂工艺参数下,分别喷涂厚度均为(300士15)um的WC-17Co纳米和微米级涂层,并对二种涂层的常规性能如孔隙率、结合强度和耐磨性进行了检测:从孔隙率角度,纳米级涂层和微米级涂层的平均孔隙率分别为0.64%和0.93%,即纳米涂层的孔隙率仅为微米级涂层孔隙率的2/3;结合强度方面,纳米级涂层和微米级涂层的平均结合强度分别为69.2MPa和56MPa,即纳米级涂层的结合强度性能比微米级提升了23.5%;最后,耐磨性能分析,二者涂层均属于轻微的磨粒磨损形式,如图2所示,测试表明二者的磨损量分别为基体磨损量的10.9%和14.9%,纳米涂层的磨损量仅为微米涂层的73.15%.
图2纳米涂层(a)、微米涂层(b)和基体(c)的摩擦磨损形貌图
石绪忠等人采用大气等离子喷涂方法,在相同的工艺参数条件下,以钢为基体进行了纳米Al3O2/TiO2复合纳米涂层和微米涂层的制备,并针对二种涂层的常规性能进行测试.结果表明,纳米级Al2O3/TiO2的在大载荷球盘模式下的摩擦磨损性能优异,4h试验时间内,涂层的磨损率为368×10-2g/h(过程失重与时间的关系如图3所示),且摩擦系数的稳定值在0.37~0.40,表明纳米Al₂O3/TiO2复合涂层比常规的微米级复合涂层具有更加优异的耐磨性能.
图3纳米Al2O3/TiO2复合涂层磨损量与时间的对应关系
Jianhui Yan等人利用空气等离子喷涂,在镍基合金上制备以纳米ZrO2为添加剂的二硅化钼(MoSi2)基复合涂层.通过SEM和XRD的测试证明:ZrO2MoSi2复合涂层中确实存在纳米ZrO2结构,并在T-MoSiz和H-MoSi2相之间相互转化;针对复合涂层的高温摩擦磨损性能,将该复合涂层与1100℃下的纯MoSie涂层进行比较,ZrO2-MoSi2复合涂层的耐磨性最佳.结果表明,纳米ZrO2的加入可明显提高MoSi2涂层的耐磨性.
上海英佛曼纳米科技股份有限公司采用100nm以下的WC-12Co粉末用超音速火焰喷涂制备的纳米结构的涂层,涂层厚度为200~250um,涂层结合力为100MPa,其耐磨损性能从微米涂层的100万转磨损至坏提高到1000万转无损坏,使得攀钢输送辊道的过钢量从9万吨提高到了280万吨,使用寿命提高了30多倍.
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