钼及钼-合金复合材料涂层简介
一、 钼的特性
钼是一种金属活性不高的难熔金属(熔点:2625℃),耐热性好。常温下表面易形成氧化膜,化学稳定性好。 钼作为涂层材料有以下特性:
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氧化性 |
陶瓷涂层比金属更坚硬,具有优异的耐磨损性,与未喷涂的零部件 |
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自粘接性 |
陶瓷涂层本身具有隔热功能,可以使许多处于1100℃高温下的金属部件得到涂层保护,对于需要既耐磨又耐高温的零部件起到理想的保护作用 |
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耐磨性 |
陶瓷涂层是具有化学稳定性的材料,对于易于被酸碱腐蚀的金属零件可起到十分有效的保护作用,经过陶瓷喷涂后的金属零部件,同时兼有耐高温和耐腐蚀的优良性能 |
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耐蚀性 |
良好的耐热浓盐酸腐蚀性 |
二、 钼涂层的制备
1. 线材火焰喷涂
1) 线材火焰喷涂的特点
涂层氧含量高,有利于涂层硬度和耐磨性的提高。
2) 气体参数对涂层特性的影响
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氧气流量 |
过小,丝端部熔化不好,导致雾化粒子变粗,涂层表面粗糙,孔隙率大,硬度及结合强度降低。过大,火焰的氧化性强,造成粒子过度氧化,沉积率、结合强度降低,涂层脆性增大 |
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乙炔流量 |
乙炔量增大,火焰的热焓提高,涂层结合强度增大,孔隙率降低,但硬度、耐磨性亦降低。一般要求与氧流量保持一定比例 |
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雾化空气压力 |
较高的空气压力,对于涂层结合强度,硬度的提高,表面粗糙度、气孔率的降低非常有利 |
3) 操作参数对涂层特性的影响
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送丝速度 |
应与火焰的热功率匹配。送丝速度过快,涂层粗糙,孔隙率大,硬度、结合强度降低;送丝速度过慢,钼粒子过度氧化 |
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喷涂距离 |
距离过近,将造成基材局部过热,涂层内应力增大,降低结合强度。过远,因雾化粒子温度降低过多,结合强度也降低。一般以100~150范围为佳 |
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喷涂角度 |
较高的空气压力,对于涂层结合强度,硬度的提高,表面粗糙度、气孔率的降低非常有利 |
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喷枪移动速度 |
避免涂层局部过热,涂层温度控制在200℃以下 |
2. 电弧喷涂
1) 电弧喷涂的特点
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喷涂速度高 |
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均匀雾化较困难,雾化粒度变化很大,粒子束过于分散 |
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涂层强度高于火焰喷涂 |
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孔隙率小(1%左右) |
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涂层氧含量低:0.4~0.57% |
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气孔率低:2.7% |
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显微硬度、宏观硬度均较火焰喷涂涂层低 |
2) 电弧喷涂工艺
三、 钼-合金复合材料涂层
钼涂层在有润滑油的条件下有良好的抗咬死性,当在高载荷时,涂层的抗磨损性还不能满足要求。因此,为了兼顾抗咬死性和耐磨性的要求,开发了一系列钼-合金复合材料涂层。
1. Mo-30%NiCrBSi复合材料涂层(等离子喷涂)
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喷涂速度高 |
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涂层以Mo为基础,有良好的抗咬死性,并可以承受瞬时摩擦高温 |
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涂层中NiCrBSi合金硬度高,有优良的耐磨粒磨损性能,改善了涂层在高载荷下的耐磨性能
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2. 40%钼-铁合金复合材料涂层
铁合金的种类:Fe-Ti合金、Fe-高Cr合金、Fe-Ni合金、高碳Fe-Cr合金、高碳Fe-Cr合金等。值得注意的是,涂层中,铁合金含量偏高,摩擦系数高,抗咬死性能差;钼含量偏高,抗咬死性能好,但耐磨性差。 |