常用陶瓷耐磨涂層的種類有哪些

陶瓷耐磨涂層的分類：

 陶瓷耐磨涂層的種類很多，如氧化物類陶瓷耐磨涂層，碳化物、氮化物、硼化物及硅化物類陶瓷耐磨涂層，金屬間化合物陶瓷耐磨涂層，塑料陶瓷復合涂層等。其中金屬陶瓷耐磨涂層由于其特殊的組成及良好的綜合性能，應用越來越廣。

金屬陶瓷耐磨涂層簡介：

金屬陶瓷耐磨涂層是用金屬和合金作黏接相，用陶瓷顆粒作強化硬質相，經噴涂、燒結、團聚、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，使金屬的強韌性、導熱導電性、可加工性等特性與陶瓷材料的高硬度、高化學穩定性、絕緣絕熱性及特殊功能等特性有機地結合起來，充分發揮兩大工程材料的綜合優勢。

圖（1）陶瓷涂層用于金屬表面形成絕緣涂層

由于金屬組分的加入，使金屬陶瓷耐磨涂層與基體材料的結合強度增加，涂層的陶瓷顆粒之間的黏聚強度增大，涂層氣孔率降低，致密性提高，從而使金屬陶瓷耐磨涂層具有比純陶瓷耐磨涂層更好的力學性能，能夠應用于更大應力和疲勞等工況條件下并獲得理想的結果。
金屬陶瓷耐磨涂層的性能取決于幾個因素，如金屬基的構成和性能，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程度，整個金屬陶瓷耐磨涂層和金屬表面的浸潤程度等。因為浸潤程度決定了涂層中各個組成之間黏接力及涂層和金屬基體的結合力的大小。
常見的金屬陶瓷耐磨涂層有：

硬質合金涂層。它是細鈷粉和碳化鎢燒結而成，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，高速列車制動片等抗高溫下磨粒磨損等場合；鋼基的可用于冷擠壓模具邊緣切口處。

圖（2）陶瓷涂層具有致密性，因此可以用于保溫作用

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性能要求可以是鎳基、鈷基和鐵基。涂層特點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合涂層。高溫鎳基合金為金屬基，可用于熱加工模具內壁，石油煉制中的高溫部件。

包覆型硬質耐磨金屬陶瓷耐磨涂層。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。這類涂層應用很廣，可以制成耐熱抗高溫耐磨涂層用于高溫閥門，發動機中轉子，渦輪葉片，高爐風口等部件；甚至可以直接用作1000℃左右使用的耐高溫燃氣氧化、硫化腐蝕和沖蝕工作涂層。

 

圖（3）黑色陶瓷涂層具有自潤化性用于活塞桿

可磨耗密封金屬陶瓷耐磨涂層。陶瓷相是松軟、易刮削的非金屬顆粒，如石墨，膨潤土等。主要用于飛機發動機，是比較特殊的一類涂層。
減摩自潤滑金屬陶瓷復合涂層。這類涂層和硬質耐磨型金屬陶瓷耐磨涂層恰好相反，它是采用具有低摩擦系數、低硬度并具有自潤滑性能的軟質材料顆粒做陶瓷相，如石墨、二硫化鉬、氟化鈣等固體潤滑劑。大多數這類涂層用于真空下不能用液體潤滑劑的場合。
高摩擦力摩阻金屬陶瓷耐磨涂層。摩阻和潤滑是摩擦學中相反的概念，這類涂層一般是多組分金屬陶瓷的復合。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。常用于各類設備、機動車輛的制動片上，油田可用在各種轉動機構的剎車片上，如鉆機的剎車片。