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塑膠模具塗層納米材料在耐高溫複合鍍層中的應用

2020-04-14 17:03:58

納米量級的顆粒在理論上可大幅提高鍍層中的化合物複合量,而且納米顆粒的引入,會給鍍層帶來優異的功能特性。開發較多的有鎳基、鋅基、銅基和銀基等鍍層。按用途可分為裝飾防護性鍍層、耐磨減摩鍍層、耐高溫鍍層等。塑膠模具塗層


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納米陶瓷顆粒的耐高溫特性和抗高溫氧化性能也受到人們的重視,將納米陶瓷顆粒應用在耐高溫複合鍍層中能有效地提高鍍層的抗高溫性能。與微米粉相比,納米粉的加入可顯著改善鍍層的微觀組織,提高鍍層的耐高溫性能。ZrO2具有良好的功能特性,在複合材料中得到廣泛應用。將納米ZrO2顆粒與化學鍍Ni2P非晶合金共沉積,再經適當的熱處理使Ni2P非晶化成納米顆粒可獲得納米Ni2P/ZrO2功能塗層。

納米Ni2P/ZrO2功能塗層由於納米ZrO2顆粒的存在,複合鍍層的納米尺寸更加穩定,因而複合鍍層具有更高的高溫硬度和耐高溫性能。研究表明,Ni2W2B非晶態複合鍍層中納米ZrO2的作用是提高鍍層在550~850℃的抗高溫氧化性能,可使鍍層耐磨性提高2~3倍,同時鍍層的耐磨性和硬度也明顯提高。

航空航天和燃氣輪機的某些部件工作溫度在850℃以上,而鍍Ni、Ni2P和Cr層隻能在低於400℃以下工作,鈷基複合鍍層,如Co2Cr3C2、Co2ZrB2和Co2SiC的出現,大大提高了高溫耐磨性能,但采用鈷基納米金剛石複合鍍納米複合鍍層的研究現狀層更具有明顯優勢。如用於發動機級間的密封圈、摩托車鋁合金缸體的複合鍍層,由於能承受500℃以上的高溫,有更長的使用壽命;若在鍍層中采用短杆納米金剛石微晶,由於同鍍層的結合麵積大,摩擦時不易剝落,效果更好。

由於添加物的加入對複合鍍層的性能有較大的影響,因此有些研究者也探討了包括稀土在內的添加物的作用。稀土氧化物La2O3納米粒子加入,使鎳基複合鍍層的晶粒明顯細化,抗高溫氧化能力得到明顯提高。


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