金属陶瓷涂层厂家体系深入解读
金属陶瓷复合涂层材料技术是重要的现代材料表面处理技术和材料复合技术。
对金属陶瓷涂层进行材料设计时,材料体系的合理选择十分重要。选择材料体系除了考虑复合涂层的使用性能要求,还应考虑陶瓷颗粒与合金基体(matrix)之间的物性匹配、颗粒与液态金属之间的浸润及化学反应、涂层与基材(substrate)之间的界面结合等,以便获得复合组元之间物理力学性质的组合。
北京耐默公司研究员总结了自然和受生物启发的涂层的研究进展,并从耐磨擦的基本理论,可能的设计原则,生物启发的耐磨材料以及将来面临的机遇和挑战等四个方面进行了详细的介绍。北京耐默公司集科研设计、制作制造、产品销售、工程施工、售后服务等服务于一体,专业致力于工业金属防磨、防腐、环保节能系统解决方案及面向特种摩擦减速体工程应用方向的研发及实践的公司。不同的基材与陶瓷涂层混合粉末组成的系统,形成的复合层的组织结构及性能相差甚远。金属/陶瓷系统的合理组合是获得理想复合层的关键。此外,为提高颗粒与合金基体之间的结合强度和抑制涂层制备过程中陶瓷相的过分溶解,也可考虑在陶瓷涂层颗粒表面预镀上一层扩散阻挡层或采用复合粉末。
热喷涂涂层材料体系
热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择;二是热喷涂过程中工件温度可保持在100~260℃,从而减少了变形、氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失。这些特征以及热喷涂涂层所具备的耐热、耐蚀、耐磨、绝缘、隔热等特殊功能,使热喷涂技术得到迅速发展。
目前中国有四十多个耐磨材料制作厂家制作各类热喷涂材料上百种。基本可分为八大类:耐磨抗磨材料;防腐材料;耐高温材料;自熔性合金;自结合材料;自润滑材料;其它。在热喷涂涂层中,主要的应用之一是抗磨损涂层。抗磨损涂层材料的选择要考虑到多种因素。工件的磨损方式和磨损过程是确定涂层种类的关键,其它因素如基体成分、工作条件和环境条件等,也都仔细慎重考虑,这是获得理想性能涂层的前提。工件的磨损通常是几种机械磨损和化学磨损机制共同作用的结果,因此每种涂层在实际应用之前进行性能评价
石油工业要求涂层具有抗腐蚀气体(如氯化物、硫化物等)腐蚀的性能。随着低耐腐蚀性高强钢(AISI4130)在石油工业中的使用,更需要研究新涂层来降低腐蚀速率。采用G-G高速等离子系统喷制的GGWC102(WC-Co)和GGWC211(WC-Cr-Co)涂层具有高密度、低孔隙度、高粘结强度和优异的耐滑动摩擦特征。新型热喷涂粉与G-G喷涂系统的有效结合,成功地克服了石油化工工业存在的难题。WC-Co涂层具有高的杨氏弹性模量和断裂韧性,适用于防止机翼折翼表面的摇摆疲劳磨损。
自熔合金粉末
自熔合金系指熔点较低,流动性好,在高温形成金属陶瓷涂层耐磨材料时有良好浸润性并于熔融过程中靠合金中的硼、硅能自行脱氧造渣使涂层受到保护的一类合金。这类合金在凝固会形成含有弥散相的母体并嵌有大量第二相硬质点的组织,故有较高的硬度和强度。北京耐默公司专业致力于工业金属防磨、防腐、环保节能系统解决方案及面向特种摩擦减速体工程应用方向的研发及实践的公司。基体金属是镍、钴和铁等,主要合金元素是铬,为降低合金的熔点加入较多的硼和硅。合金中有时加入少量的铜、钒或铌以增加其耐磨抗蚀性能。另一个重要的合金元素是碳。硼和硅的加入还能扩大固相和液相之间的距离,并可与常用的几种母材生成低熔点共晶。Ni-B共晶熔点为1070℃,Co-B为1095℃,Fe-B也有1140℃,大大低于这三种金属的熔点,从而保证烧结时合金有良好的流动性。硼和硅又是较强的还原剂,在各种温度下生成的氧化物都比镍、钴和铁的氧化物稳定。因此,在高温熔烧过程中可以清洁基材表面,保证涂层材料有良好的浸润性。硼和硅的氧化物主要成分是为B2O3(熔点580℃)及SiO2(软化点1713℃)。两者共存时可能与其它金属氧化物形成硼硅酸盐类,例如73%SiO2和27%B2O3的复合氧化物熔点722℃。这种硼硅酸盐粘度小、比重轻、流动性好,在高温熔烧过程中易浮出涂层表面从而保护涂层不受氧化,同时也防止气孔的产生。硼和硅还与不少合金元素发生反应生成各种硼化物和硅化物如Cr2B、CrB、Ni3B、Ni3Si等。
北京耐默公司系列产品基于复杂工业设备运行状况和保养需求,通过充分广泛的MSF市场调研、勇于担当、敢于创新的精神研发而成,在实践应用上取得了客户很高评价和肯定。
这些化合物的硬度很高,能提高金属陶瓷涂层耐磨材料的耐磨性。硅还有固溶强化和脱氧作用。部分硬质相与基体相能形成共晶。共晶的多少与分散情况与凝固条件有关。凝固越快则共晶少而弥散,反之则组织粗大并增大涂层的脆性。为此控制合金中的硼、硅含量不超过5%,以防止涂层脆裂。
自熔合金粉分为镍基、铁基、含碳化钨弥散型和钴基自熔合金粉末四类,所制备的涂层性能各有特点,应用广泛。