陶瓷基纳米耐磨涂层

      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。

      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。

      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。