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金属陶瓷涂层的研究现状

2013-8-19 13:55:30点击:
金属陶瓷涂层的研究现状
     金属与陶瓷材料各有其独特的优异性能和明显的性能弱点,如何把金属与陶瓷材料各自的优势性能结合起来,一直是材料科学与工程界研究的方向。金属陶瓷复合涂层技术,即在塑性的基体上均匀地分布着颗粒形状、尺寸大小适当的陶瓷相,成功地实现金属和陶瓷的优势结合,制备既有金属强度和韧性,又有陶瓷耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点的复合材料,大大拓宽了金属材料和陶瓷材料各自的应用范围,在航空、航天、化工、机械、电力等工业领域得到成功应用。在工业上应用最广的金属陶瓷涂层主要有:Cr3C2-NiCr、WC-Co。大多采用HVOF、等离子及爆炸喷涂工艺。
     Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层由难熔碳化铬硬质相与韧性良好的镍铬合金相组成,具有较高的高温硬度、优异的高温耐磨性、耐蚀性、抗氧化性及较高的结合强度,广泛应用于高温(530~9000℃)磨粒磨损、腐蚀磨损和冲蚀磨损工况下工作的零件,如连续退火线的炉辊、轧钢厂连续研制线上的芯辊、气缸活塞环、缸衬等。TiB2基金属陶瓷涂层具有高熔点、高硬度、良好的电和磁性能以及高抗腐蚀性,是一种潜在的替代Cr3C2用于高温、耐磨的金属陶瓷。比A12O3、Cr3C2-NiCr、WC-Co具有更高的耐磨性能。
     WC基金属陶瓷涂层常用于450℃以下的磨粒磨损和冲蚀磨损工况。徐向阳等研究了等离子喷涂WC/18Co涂层的微动磨损机理。结果表明,涂层的微动磨损开始阶段以粘着磨损为主,涂层硬度高,抗粘着能力强,磨损轻微;稳定阶段以疲劳脱层和脆性开裂剥落为主,涂层脆性大,喷涂粒子间结合强度低,容易磨损。喷涂层内部的氧化物夹杂是造成涂层抗微动磨损能力不足的主要原因。
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