界面功能材料

驱动高效可持续—界面功能材料

研究背景

● TECO技术,在轻质但摩擦学性能差的铝基材等本体表面,赋予高耐磨减摩陶瓷材料,实现整机轻量化、降本,保障摩擦部位高耐磨减摩等性能,且基体与陶瓷结合力强。

● 作为表面工程领域的独有创新,TECO技术突破性解决了轻质金属材料“性能与重量矛盾”的行业难题。该技术通过电化学-热力学协同作用,在铝、镁、钛等轻质合金基材表面原位生成冶金级结合的陶瓷功能层。

● 为装备制造业提供"轻量化与高性能的完美平衡方案",在保障摩擦副服役寿命的同时,实现系统能效提升15%-20%,助力碳中和目标下的产业升级。

对铝合金表面进行陶瓷化处理膜层具有超高强度,硬度和与材料本体相当的结合力,可应用于内燃机气壁、压缩机气缸及柱塞式液缸内壁等产品,实现减摩、耐磨从而提高燃油效率。同时TECO的表面防护能够带来优异的防腐蚀性能,从容应对严苛环境。

01

性能跃迁

将摩擦学性能不足的轻质基材转化为兼具高耐磨(耐磨性能提升5倍以上)、低摩擦系数(减摩效果达40%)的复合材料,满足高速、重载、干摩擦等极端工况需求。

02

轻量化赋能

替代传统镀层/涂层方案,在保证功能层厚度≤50μm的前提下,实现设备整体轻量化与成本优化,整机减重比例可达20%-35%。

03

结构可靠性

通过陶瓷相与金属基体的原子级扩散结合,形成无界面缺陷的梯度复合结构,结合强度超25MPa,经受10万次以上循环疲劳测试无剥落。

减摩耐磨——活塞式铝合金缸体表面处理

TECO高硬低摩擦表面增强,减少燃油耗提高严苛环境下性能

TECO耐磨减摩陶瓷层性能参数

膜层成分

高温稳定高硬度相 α-Al2O3

膜层厚度

0-300 μm范围内可控

工作层厚度

0-100 μm范围内可控

工作层位置

-40 - +10 μm范围内可控

服役温度

1000℃范围内保持稳定

硬度

500-1800 HV可调控

表面粗糙度

珩磨后0.1 μm以下

稳定粗糙度

提高硬质晶相

改善硬度分布

TECO涂层缸套摩擦系数在长时间测试中保持稳定的低值,油浴润滑下,低温工况(24±1℃)相较Ni-SiC涂层降低23.2-38.4%,高温(90±5℃)工况下摩擦系数低约14.2-31.5%;综合性能,降低油耗的同时提升了输出功,3000 rpm功况下油耗节高达~12%,同时功率增加近~13%。

耐腐蚀——架空线承力索座(高铁路网)

路网铝合金定位器等铝材质零部件在沿海湿热环境下的锈蚀现象

a. TECO  b. MAO  c. 阳极氧化

240hCASS后,TECO产品(a)与市面MAO和阳极氧化竞品表现出明显的防腐性能优势

涵盖铸件、锻件和不同元素组分的铝合金系列产品

通过中铁检验认证中心/国家铁路产品质量检验检测中心的测试;
膜层附着力测试膜层附着力可达70MPa左右,远高于一般膜层要求≥28MPa的标准。

 
 
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