文摘

是试图研究涂层的磨损率铬镍铁合金625使用0.3通用的多层碳管(MWCNT)。对镍磷化学镀涂层是由涂层的方法。Ni-P-MWCNT涂层制备采用镍磷的解决方案。滑动磨损试验进行了使用销盘摩擦计。各级磨损率的行为调查的销盘摩擦计因素,并使用回归方程预测模型开发。磨损试验实验的基础上进行l27正交数组。磨损过程参数载荷、滑动速度和滑动距离被选出。观察到,随着负载的增加,磨损率增加而增加的滑动速度和滑动距离减少了磨损率。发达回归模型验证与磨损率来衡量。观察百分比误差在0.99%以内。

1。介绍

铬镍铁合金合金用于汽车、航空航天和国防工业由于其高强度和耐蚀性1,2]。铬镍铁合金625合金被广泛使用在不同的地区由于其特性,比如高加工硬化率和低的热导率。这种合金特别用于制造涡轮叶片,航空发动机部件、热交换器部分。铬镍铁合金625受到高温环境,及其合金磨损和腐蚀电阻率需要改进为了抵御高温环境的影响。纳吉·et al。3研究了腐蚀电阻率,biocompatibity HA / TiO2,ZrO2/ HA涂层材料。钛合金(Ti-6Al-7Nb)作为衬底材料。(毛)阳极微弧氧化涂层技术使用。他们报道,金红石和锐钛矿阶段被毛涂层呈现。此外,他们说,偏磷酸盐混合ZrO也看见了2电解液。郭et al。4)研究了影响纳米tubes-coated Ti6Al4V合金磨损和腐蚀电阻率和显微组织。他们对这种合金进行了涂层工艺使用各种同心的氯化钠溶液,和涂料是由微弧氧化。他们建议0.15克/升问显示低孔隙度和粗糙度。腐蚀电阻率的增强是问浓度增加到0.15克/升。

李等人。5)使用微弧氧化涂层、锆合金衬底使用复合外套2O3/金属氧化物半导体2/首席执行官2/氧化石墨烯。他们一直在调查表面状态、截面状态、组成、和各种复合微弧氧化涂层的相结构。他们建议ZrO复合涂层2年代hashown更好的耐蚀性和毛coating-Al2O3显示良好的电阻率的腐蚀。

Askarnia et al。6)表面涂层的AZ91镁合金使用各种量的石墨烯氧化物和他们利用微弧氧化过程中碱性电解质的存在。的考验,腐蚀行为、抗菌和生物活性涂层进行了AZ91镁合金的属性。他们观察到,分别以和毫克2SiO4陶瓷存在的氧化和电解液的反应。AZ91镁合金的表面涂有20 mg / L的导致最小表面毛孔。的坠毁宽度减少约137µm - 87µ米样品涂上20毫克/去由于增强石墨烯氧化物涂层的强化。Kucukosman et al。7]对AZ91合金沉积复合外套使用毛(微弧氧化)和MAO-hydrothermal治疗。Si / ph-based电解质/石墨粒子大小的5 - 10和75µm。好的表面形态出现在毛泽东涂层,也穿的阻力graphite-doped MAO-HT复合涂料是改善相同。

Thanu et al。8利用电沉积的Ni-Ta镍基合金涂层。他们的研究显示,扫描电子显微镜显然表明,恒定的电沉积生成光滑和均匀的涂层。较高的硬度达到涂层使用Ni / Ta: VHN 4: 1,增加到270。Reis et al。9)表示,铜铍材料广泛使用使模具在注塑过程中。虽然它仍然有巨大的耐磨性,其电阻率需要改善。因此,这种材料对镍磷涂料涂层使用。他们调查了硬度、磨损试验、XRD、SEM分析,改善涂层合金行为报告。

Corona-Gomez et al。10]指出,射频磁控溅射涂TaZrN CoCrMo生物医学衬底。磨损和腐蚀行为除了涂层基质的机械试验评估。他们报道,涂层样品证明了较低的磨损率和更高的抗腐蚀性。最后,他们说,涂层样品会改善髋关节植入物的一生。魏et al。11]报道了磨损和腐蚀涂层粗加工合金的电阻率。合金是涂以Al使用磁控管气急败坏的方法后,涂层试样处理使用等离子体电解氧化(PEO)。硅酸铝酸盐和电解质用于下体。他们有了硅酸铝酸生产穿电阻率比外套的标本。此外,PEO / Al改善了AZ31合金的腐蚀电阻率。

马等。12)研究了腐蚀和耐磨包括通过添加Al-Y Mg-Li-coated合金的形态。微弧氧化涂层。最好的耐蚀性,耐磨性增强硬度,和最小孔隙度得到Mg-14Li-3Al-1Y合金。江et al。13)调查行为的微观结构、显微硬度和耐磨性WC-Co涂层Ti-6Al-4V衬底。激光包芯涂料方法用于外套Ti-6Al-4V衬底。他们看到的改善显微硬度和磨损WC-Co涂层Ti-6Al-4V基底材料的电阻率。秦et al。14)沉积SiO2倪在阿兹91年D衬底使用电镀技术、AFM、SEM和力学和摩擦学测试。它发现腐蚀电阻率改善由于比纯镍涂层复合涂层。此外,注意到SiO2镍复合外套展示了伟大的耐磨性。迪夫成就法等人调查了穿characteristic-Specific穿收益率优化使用田口方法(SWR) [15]。物理气相沉积(PVD)的AlTiN可以应用于涂层钛合金和316不锈钢lvm材料为生物医学应用程序,因为它有更大的耐磨特性(16,17]。提出了一个创新的多级微机械方法探索碳纳米管(CNT)的功能涂层碳纤维(CF)表面在单向聚合物杂化纳米复合材料的有效热导率(18]。

聚(偏二氟乙烯)的分化效率/钛酸钡(PVDF / BaTiO3)复合材料增加了涂层碳纳米管(19]。钛合金是上涂上一层碳纳米管增强复合材料使用激光熔覆。由于自润滑作用,涂层的咖啡是大大降低(20.]。分析氮化钛的磨损特征被直流磁控溅射沉积了6061铝合金。维氏硬度计是用来评估治疗的硬度和涂层铝标本,标本,研究结果表明,涂层相比提高了26%裸样本(21]。

从文献综述,显然是看出涂铬镍铁合金合金没有足够的调查。因此,试图研究MWCNT-coated铬镍铁合金625使用化学涂层技术。观察磨损率和销盘式磨损试验上对磨损率的影响进行了分析。

2。材料和方法

铬镍铁合金625选为底物由于其在航空航天工业和热交换器制造商使用。化学涂层技术是选择改善穿外套在基质电阻率。下面的步骤是关于化学溶液的制备:(我)把所需的船只,用肥皂水冲洗,用去离子水和清洁它。(2)用200毫升的镍磷溶液250毫升烧杯中,并将其在电磁搅拌器,直到获得88°C由温度计测量温度。(3)采用铬镍铁合金625样本,用肥皂水冲洗,用去离子水和清洁它。现在,示例使用超声波清洁干净55°C。(iv)把清洗样品浸在溶液中含有50%的盐酸。现在,准备去离子水MWCNT的解决方案通过添加十二烷基硫酸钠除。(v)样品在浸泡在镍磷溶液的持有人;半小时后,加入0.30 g MWCNT,把样本1小时。(vi)现在,样品,再用去离子水清洗它,并干燥。(七)样品在浸泡在镍磷溶液的持有者,并且把样品1½小时电磁搅拌器。

标本加工等于20毫米,使用丙酮和稀释盐酸清洗,标本是干燥的。图1显示了磨损试验装配和标本。样本大小范围为20毫米直径15毫米的长度。销的规格盘如下:负载(N):5 - 200 N;盘速度:100 - 2000转;电机和驱动器:交流电动机驱动;滑动速度:0.5到10 m / s;样品持有人:通用持有人;穿测量(µ):±5000微米或±5毫米。


图1
磨损试验摩擦计。

3所示。田口方法分析

田口方法分析是用来设计实验和它给降低了实验方差最优设置的过程因素。正交数组将提供一套完整的很好平衡的实验设计。田口方法分析由实验计划、确定模型和充足性检查的预测模型。此外,它包括计划的实验中,测定模型,检查适当的开发模型。参数选择研究涂层的磨损行为工作材料滑动距离,速度,和负载。实验的计划是由田口方法进行分析。的l27实验轨迹做选择的因素。表1显示的因素和水平。图2显示了涂层试样的扫描电镜图像,在碳纳米管(碳纳米管)凝聚在衬底上。

表1
因素/水平。

图2
MWCNT的涂层试样扫描电镜图像。

4所示。磨损试验

涂上的滑动磨损行为研究铬镍铁合金625标本观察MWCNT的影响耐磨性的提高。负载应用于标本,标本坚持配合端面。标本保存接近这个柜台的脸。阀瓣是清洗和抛光使用SiC金刚砂表清洁表面接触的涂层试样表面。参数设置在销盘设置,和测试的基础上进行l27正交数组。磨损率是评价减肥方式见方程(1)。前后试样的重量计算磨损试验。 在哪里W=磨损率(WR)(毫米3/ m),米=减肥(WL) (g),ρ=密度(g /毫米3),D=滑动距离(SL) (m)。

5。结果和讨论

磨损的影响因素,分析了625年MWCNT-coated铬镍铁合金衬底的帮助下方差分析分析。

基于27的磨损试验实验轨迹和表进行2显示了磨损试验结果。通过设计专家实验结果进行了分析,并研制了一种预测模型来预测磨损率。表3显示了发展系数的估计模型和模型的显著性检验。表达的磨损率方程(2)利用回归系数表3发现,平均百分误差在0.99%以内。表4给出了实验结果和预测结果之间的差异。其他新水平的因素是取代发达模型和验证了模型的结果与实验结果。实际与预测结果的比较如图3。

表2
磨损率的实验结果:涂铬镍铁合金625。
表3
重要的测试结果:磨损率。
表4
预测与实验值。

图3
预测与实验结果。
5.1。方差分析

磨损率的因素的重要性估计方差分析的帮助下(方差分析)分析。表5给出了方差分析分析。R2和调整R2如分别为91%和89%,显著性检验是很明显,模型关联与磨损率的因素。使用方差分析估计每一个因素的影响。的 - - - - - -值表示统计每个因素的重要性。特定的因素可以说是静态地重要,如果 - - - - - -较小的值确定比0.05。方差分析是设置在5%的显著性水平。的F评估价值为每一个因素对磨损率作为负载(175.62),(5.84)和滑动速度距离(31.33)。的F每个因素对磨损率的值,负荷,和滑动距离确定是更重要的对磨损率的影响之后,速度如表所示5。

表5
磨损率方差分析结果。
5.2。因素对磨损率的影响

开发的3 d图研究磨损率等磨损试验因素的水平荷载,和滑动距离数据所示4(一)- - - - - -4 (c)。磨损率的变化在各个级别的负载和速度图所示4(一)。从这个图4(一),看到穿增加了负荷水平的增加和这将是由于一代的高压力和高应力测量。然而,MWCNT涂层基质减少变形由于adherability好,稳定,适当穿电阻率。低穿在10 N负荷由于低压力通过杠杆臂(摩擦计/销盘)。磨损率增加的速度水平降低,这是由于高接触/阀瓣之间的交互作用时间和标本。磨损率的变化,由于变化的水平滑动距离是如图4(一)和4 (b)。发现磨损率高较低水平的滑动距离和磨损率降低的水平滑动距离增加。在低滑动距离,磨损率增加。它将欠一些违规行为呈现在涂层过程中,这些违规行为会引起接触不当盘试样表面。涂层的磨损表面铬镍铁合金625检查有帮助的SEM如图5。各级涂铬镍铁合金的表面磨损的销盘因素研究。各级穿锅涂层表面摩擦计的因素如图5(一个)和5 (b)。最低的划痕与仁慈的穿在低负荷水平,更高层次的速度,和更高层次的滑动距离如图5(一个)和5 (b),它会由于最低压力诱导在销盘。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图4
各级磨损率的因素。(一)磨损率:V与L;(b)磨损率:SD和L;(c)磨损率:SD和V。
(一)
(一)
(b)
(b)
图5
(a - b)磨损涂层表面的图像。(一)磨损图像10 N, 4.5米/秒,1000米。(b)磨损图像10 N, 3米/秒和1500米。

6。结论

MWCNT沉积在对镍磷化学镀铬镍铁合金625通过涂层的方法。以下结论观察:(我)研制了一种预测模型来预测磨损率,也能保持最好的关系在销盘磨损过程因素MCWNT涂层试样的磨损率。(2)方差分析测试,证实了模型的充分性提供了至少缺乏配合。(3)载荷对磨损率显著影响滑动距离和速度紧随其后。(iv)磨损率的情节各级磨损过程因素表明,磨损率增加负荷发展。速度和滑动距离的增加减少了磨损率。(v)最大磨损率观察到负载= 50 (N)、V = 3(米/秒),SD = 500 (m)被发现是1.92倍的磨损率观察负载= 10 (N), = 3(米/秒),SD = 1500 (m)。(vi)涂层的存在已经确保了通过扫描电子显微镜分析。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。