常用陶瓷涂層的種類有哪些
2013-12-31 14:48:32點(diǎn)擊：
常用陶瓷涂層的種類有哪些
陶瓷涂層的種類很多，如氧化物類陶瓷涂層，碳化物、氮化物、硼化物及硅化物類陶瓷涂層，金屬間化合物陶瓷涂層，塑料陶瓷復(fù)合涂層等。其中金屬陶瓷涂層由于其特殊的組成及良好的綜合性能，應(yīng)用越來越廣。
金屬陶瓷涂層是用金屬和合金作黏接相，用陶瓷顆粒作強(qiáng)化硬質(zhì)相，經(jīng)噴涂、燒結(jié)、團(tuán)聚、包覆等工藝處理而制成的涂層材料。采用不同的金屬和合金組分及配比，與不同的陶瓷粉末材料組合，能制成一系列的金屬陶瓷粉末材料，使金屬的強(qiáng)韌性、導(dǎo)熱導(dǎo)電性、可加工性等特性與陶瓷材料的高硬度、高化學(xué)穩(wěn)定性、絕緣絕熱性及特殊功能等特性有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)揮兩大工程材料的綜合優(yōu)勢(shì)。
由于金屬組分的加入，使金屬陶瓷涂層與基體材料的結(jié)合強(qiáng)度增加，涂層的陶瓷顆粒之間的黏聚強(qiáng)度增大，涂層氣孔率降低，致密性提高，從而使金屬陶瓷涂層具有比純陶瓷涂層更好的力學(xué)性能，能夠應(yīng)用于更大應(yīng)力和疲勞等工況條件下并獲得理想的結(jié)果。
金屬陶瓷涂層的性能取決于幾個(gè)因素，如金屬基的構(gòu)成和性能，陶瓷相的性能、組成、占的比例、顆粒大小等，金屬基和陶瓷的相互浸潤(rùn)程度，整個(gè)金屬陶瓷涂層和金屬表面的浸潤(rùn)程度等。因?yàn)榻䴘?rùn)程度決定了涂層中各個(gè)組成之間黏接力及涂層和金屬基體的結(jié)合力的大小。
常見的金屬陶瓷涂層有：
硬質(zhì)合金涂層。它是細(xì)鈷粉和碳化鎢燒結(jié)而成，其中的鈷可以用鋼基體代替，只是抗高溫的性能有所下降。這類涂層中鈷基的可以用于油田泥漿泵柱塞，瓦楞紙輥，高速列車制動(dòng)片等抗高溫下磨粒磨損等場(chǎng)合；鋼基的可用于冷擠壓模具邊緣切口處。
碳化鎢彌散型自熔合金涂層。這類涂層中的自熔合金可以根據(jù)性能要求可以是鎳基、鈷基和鐵基。涂層特點(diǎn)是非常致密高耐磨性，可用于各種銷軸、柱塞、刮板等部件。
耐高溫沖擊磨損鎳基碳化鎢復(fù)合涂層。高溫鎳基合金為金屬基，可用于熱加工模具內(nèi)壁，石油煉制中的高溫部件。
包覆型硬質(zhì)耐磨金屬陶瓷涂層。其中的陶瓷粉末用一定的工藝使其表面包覆一層鈷和鎳金屬，再和金屬基混合，這樣得到的涂層中避免了有些陶瓷在高溫下的分解，保證了涂層性能的連貫和一致。其中的鎳包金剛石涂層可以用于金剛石砂輪和鉆探用鉆頭上。其中的金屬基還可以是鎳鋁（俗稱自黏性粉末）粉末和自熔性合金，和碳化鎢粉末一起噴涂可以顯著改善噴涂工藝性能，有利于制作薄的耐磨損涂層，減少加工量。這類涂層應(yīng)用很廣，可以制成耐熱抗高溫耐磨涂層用于高溫閥門，發(fā)動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)子，渦輪葉片，高爐風(fēng)口等部件；甚至可以直接用作1000℃左右使用的耐高溫燃?xì)庋趸⒘蚧g和沖蝕工作涂層。
可磨耗密封金屬陶瓷涂層。陶瓷相是松軟、易刮削的非金屬顆粒，如石墨，膨潤(rùn)土等。主要用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，是比較特殊的一類涂層。
減摩自潤(rùn)滑金屬陶瓷復(fù)合涂層。這類涂層和硬質(zhì)耐磨型金屬陶瓷涂層恰好相反，它是采用具有低摩擦系數(shù)、低硬度并具有自潤(rùn)滑性能的軟質(zhì)材料顆粒做陶瓷相，如石墨、二硫化鉬、氟化鈣等固體潤(rùn)滑劑。大多數(shù)這類涂層用于真空下不能用液體潤(rùn)滑劑的場(chǎng)合。
高摩擦力摩阻金屬陶瓷涂層。摩阻和潤(rùn)滑是摩擦學(xué)中相反的概念，這類涂層一般是多組分金屬陶瓷的復(fù)合。金屬基有銅基、青銅基、鐵基、鈷基等，陶瓷粉是各種非金屬顆粒的混合。常用于各類設(shè)備、機(jī)動(dòng)車輛的制動(dòng)片上，油田可用在各種轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的剎車片上，如鉆機(jī)的剎車片。
陶瓷涂層的種類很多，如氧化物類陶瓷涂層，碳化物、氮化物、硼化物及硅化物類陶瓷涂層，金屬間化合物陶瓷涂層，塑料陶瓷復(fù)合涂層等。其中金屬陶瓷涂層由于其特殊的組成及良好的綜合性能，應(yīng)用越來越廣。
金屬陶瓷涂層是用金屬和合金作黏接相，用陶瓷顆粒作強(qiáng)化硬質(zhì)相，經(jīng)噴涂、燒結(jié)、團(tuán)聚、包覆等工藝處理而制成的涂層材料。采用不同的金屬和合金組分及配比，與不同的陶瓷粉末材料組合，能制成一系列的金屬陶瓷粉末材料，使金屬的強(qiáng)韌性、導(dǎo)熱導(dǎo)電性、可加工性等特性與陶瓷材料的高硬度、高化學(xué)穩(wěn)定性、絕緣絕熱性及特殊功能等特性有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)揮兩大工程材料的綜合優(yōu)勢(shì)。
由于金屬組分的加入，使金屬陶瓷涂層與基體材料的結(jié)合強(qiáng)度增加，涂層的陶瓷顆粒之間的黏聚強(qiáng)度增大，涂層氣孔率降低，致密性提高，從而使金屬陶瓷涂層具有比純陶瓷涂層更好的力學(xué)性能，能夠應(yīng)用于更大應(yīng)力和疲勞等工況條件下并獲得理想的結(jié)果。
金屬陶瓷涂層的性能取決于幾個(gè)因素，如金屬基的構(gòu)成和性能，陶瓷相的性能、組成、占的比例、顆粒大小等，金屬基和陶瓷的相互浸潤(rùn)程度，整個(gè)金屬陶瓷涂層和金屬表面的浸潤(rùn)程度等。因?yàn)榻䴘?rùn)程度決定了涂層中各個(gè)組成之間黏接力及涂層和金屬基體的結(jié)合力的大小。
常見的金屬陶瓷涂層有：
硬質(zhì)合金涂層。它是細(xì)鈷粉和碳化鎢燒結(jié)而成，其中的鈷可以用鋼基體代替，只是抗高溫的性能有所下降。這類涂層中鈷基的可以用于油田泥漿泵柱塞，瓦楞紙輥，高速列車制動(dòng)片等抗高溫下磨粒磨損等場(chǎng)合；鋼基的可用于冷擠壓模具邊緣切口處。
碳化鎢彌散型自熔合金涂層。這類涂層中的自熔合金可以根據(jù)性能要求可以是鎳基、鈷基和鐵基。涂層特點(diǎn)是非常致密高耐磨性，可用于各種銷軸、柱塞、刮板等部件。
耐高溫沖擊磨損鎳基碳化鎢復(fù)合涂層。高溫鎳基合金為金屬基，可用于熱加工模具內(nèi)壁，石油煉制中的高溫部件。
包覆型硬質(zhì)耐磨金屬陶瓷涂層。其中的陶瓷粉末用一定的工藝使其表面包覆一層鈷和鎳金屬，再和金屬基混合，這樣得到的涂層中避免了有些陶瓷在高溫下的分解，保證了涂層性能的連貫和一致。其中的鎳包金剛石涂層可以用于金剛石砂輪和鉆探用鉆頭上。其中的金屬基還可以是鎳鋁（俗稱自黏性粉末）粉末和自熔性合金，和碳化鎢粉末一起噴涂可以顯著改善噴涂工藝性能，有利于制作薄的耐磨損涂層，減少加工量。這類涂層應(yīng)用很廣，可以制成耐熱抗高溫耐磨涂層用于高溫閥門，發(fā)動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)子，渦輪葉片，高爐風(fēng)口等部件；甚至可以直接用作1000℃左右使用的耐高溫燃?xì)庋趸⒘蚧g和沖蝕工作涂層。
可磨耗密封金屬陶瓷涂層。陶瓷相是松軟、易刮削的非金屬顆粒，如石墨，膨潤(rùn)土等。主要用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，是比較特殊的一類涂層。
減摩自潤(rùn)滑金屬陶瓷復(fù)合涂層。這類涂層和硬質(zhì)耐磨型金屬陶瓷涂層恰好相反，它是采用具有低摩擦系數(shù)、低硬度并具有自潤(rùn)滑性能的軟質(zhì)材料顆粒做陶瓷相，如石墨、二硫化鉬、氟化鈣等固體潤(rùn)滑劑。大多數(shù)這類涂層用于真空下不能用液體潤(rùn)滑劑的場(chǎng)合。
高摩擦力摩阻金屬陶瓷涂層。摩阻和潤(rùn)滑是摩擦學(xué)中相反的概念，這類涂層一般是多組分金屬陶瓷的復(fù)合。金屬基有銅基、青銅基、鐵基、鈷基等，陶瓷粉是各種非金屬顆粒的混合。常用于各類設(shè)備、機(jī)動(dòng)車輛的制動(dòng)片上，油田可用在各種轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的剎車片上，如鉆機(jī)的剎車片。
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