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陶瓷基纳米耐磨涂层

2019-6-26 19:29:52      点击:
      陶瓷基纳米耐磨涂层是将氧化物陶瓷基料、其他添加相和纳米陶瓷相等按适当比例混合起来,涂覆于经表面处理的工件表面,经固化或烧结而成的润滑耐磨涂层。陶瓷基纳米耐磨涂层一般具有耐温耐磨性能好,但结合强度较低的特点。以下是纳米高温耐磨复合涂层FM650的制作过程和性能介绍。
纳米陶瓷粉
      将纳米SiC、Zr02、A203、SiO2等材料与其他微米级粉料白泥(10% ~ 15%)、锆英石(10% ~ 15%)、 Al203(15%~20%)、SiC (5%~ 10%)、ZnO (5%)、SiO2 (30% ~60%)、纳米ZrO2 (1%~3%)、 纳米Al2O3 (1% ~3%)、纳米SiO2 (1%~3%)混合,研磨适当时间后加入水玻璃(水玻璃1.6~2.0 g粉料加1 mL,然后用电动强力搅拌将分散系搅拌均匀后得纳米耐磨涂料。将涂料涂刷(涂层厚度≤2 mm) 在工件表面后,在室温下放置干燥,然后分别经80C和150C加热3 h固化处理,得到纳米高温耐磨复合涂层。与未加纳米粉体的普通涂层相比,涂层的烧结性能提高,烧结体的晶粒度被细化,纳米耐磨涂层的结合强度从原来的2.90MPa提高到3.49MPa,采用单面涂层降低气孔的影响,则涂层强度从6.26 MPa提高到10.43 MPa;耐磨性和致密度均有很大提高。另外,纳米粉体的加人改善了涂层与钢的膨胀系数匹配程度,不经低温80C/150C处理,涂层仍具有良好的耐热振性能。因为在涂层升温烧结过程中,致密化速率与粉体颗粒尺寸的四次方成反比,纳米粒子小,比表面积大,并具有高的扩散速率,因而加入纳米粉体进行烧结,,不仅使致密化速度快,还可降低烧结温度。因此在热振试验时,在700C时就有一个低温初期烧结作用,涂层致密性提高,耐磨性和耐腐蚀性大大增强。另有研究表明,对于尺寸为37nm的Al2O3等纳米硬质相,当添加量不超过20%时有明显的增韧和增强作用。
纳米氧化铝陶瓷涂层
      对纳米TiN改性TiC-Mo2C-Ni金属陶瓷(Cermetm) 刀具的磨损性能研究表明: Cermetm 刀具的抗磨性优于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(如图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系列硬质合金中的硬质相WC,而且由于TiN的加入可以产生明显的细化晶粒,提高硬度、强度的效果,所以它的硬度和抗磨粒磨损性能比普通YG、YT系列硬质合金刀具要好。而且其热稳定性、高温硬度和高温强度都高于普通硬质合金。Cermet, m刀具的失效形式为磨损及崩刃。

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