激光重熔对电火花沉积Ni基涂层组织及耐磨性能的影响

采用激光重熔工艺对电火花沉积Ni基涂层进行重熔处理,以减少或消除电火花沉积Ni基涂层中的裂纹、孔隙和夹杂等缺陷.利用SEM、XRD和摩擦磨损试验机研究了Ni基涂层在重熔前后的组织结构及力学特性的变化.结果 表明:经过激光重熔处理后,电火花沉积Ni基涂层的组织由重熔前的枝晶组织细化为均匀分布的超细晶粒,重熔涂层上部出现纳米级晶粒,并且析出Cr2B、Cr7C3和FeNi3超细硬质相.激光重熔使电火花沉积涂层中的裂纹、孔隙及夹杂等缺陷明显减少.晶粒细化作用致使涂层硬度提高,其耐磨性能得到改善;涂层的磨损机理由重熔前的疲劳磨损变为重熔后的磨粒磨损.     

铜合金表面热喷涂镍基合金层激光重熔后的显微组织及耐磨性能

为了满足工业领域铜合金传热、耐磨、耐腐蚀性能优异的要求,对铜合金表面先等离子喷涂NiCrFeWBC自熔合金层,再进行激光重熔.采用现代分析技术研究了重熔处理对涂层显微组织及耐磨性能的影响.结果表明:等离子喷涂NiCrFeWBC自熔合金涂层重熔后层状组织、孔洞等缺陷完全消失,激光熔覆层与铜基体为冶金结合,涂层致密、组织均匀;熔覆层由表及里依次呈等轴晶、树枝晶及胞状晶形貌,并有WC,W_2C,Ni_3B等颗粒析出;熔覆层磨损性能明显高于铜合金基体及热喷涂涂层,磨损机理为典型的磨粒磨损.     

大气等离子喷涂Fe基涂层及其氩弧重熔层的组织与力学性能

采用氩弧重熔技术对大气等离子喷涂Fe基涂层进行了重熔处理,分析了重熔前后涂层的显微组织和力学性能。结果表明,重熔后Fe基喷涂层的层状结构以及气孔、未熔颗粒、夹杂物基本被消除,孔隙率由4%降低到0. 4%,重熔层组织致密。喷涂层主要由微晶区、纳米晶区和过渡区组成,结晶度较差,原子排列较混乱,而重熔层由单晶区和(Fe,Cr)23C6相构成,析出相与基体界面处无显微裂纹,结晶度较好,原子排列较规则;喷涂层与基体结合处有明显缝隙,结合方式为机械结合,而重熔层与基体界面产生"白亮带",结合方式为冶金结合;相对于喷涂层,重熔层的平均显微硬度和弹性模量分别提高了33. 4%和53. 2%,表面粗糙度降低了43. 2%。氩弧重熔处理显著地改善了Fe基涂层的显微组织及力学性能。     

激光重熔锌铝基陶瓷复合层的组织与性能

采用金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计以及微动磨损机研究了激光重熔等离子喷涂锌铝基Al2O3复合陶瓷涂层的组织结构、硬度及其耐磨性能.研究结果表明:等离子喷涂层由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,层间为机械结合界面;经激光重熔后的组织为单一的体心四方结构的δ-Al2O3相,其点阵常数a0=7.943×10-8cm,c0=23.500×10-8cm,Al2O3与基体间的界面结合状况得到明显改善;熔覆后的Al2O3涂层硬度达150～170 HV100g,耐磨性能(S=L 988)比基体材料(S=2.837)有较大提高,其磨损机制是疲劳磨损和磨粒磨损,但以磨粒磨损为主.     

超音速火焰喷涂CoCrMoSi涂层的组织与性能

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在连铸结晶器(CrZrCu合金)表面喷涂CoCrMoSi合金涂层,通过金相显微镜、扫描电镜考察涂层的微观组织,并利用显微硬度计、磨损试验机等研究了涂层的耐磨性能.结果表明:利用HVOF技术制备的CoCrMoSi涂层均匀致密,边界氧化物含量较少,孔隙率为2.83%,涂层平均硬度为840 HV,是基体材料的4倍以上;加载150 N、磨损3 min后,未喷涂试样表面为黏着磨损,磨屑体积为256.594 mm3,摩擦系数为0.802 7;已喷涂试样表面为磨粒磨损,磨屑体积为1.607 mm3,摩擦系数为0.612 5;由此可见,CoCrMoSi合金涂层提高了基体硬度,降低了摩擦系数,显著地改善了CrZrCu基体的耐磨性能.     

铸铁电火花沉积WC-8Co超细涂层的组织及性能

采用电火花沉积技术,在铸铁表面制备WC-8Co沉积涂层。利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了涂层的微观组织及耐磨性能。结果表明,通过优化的沉积工艺参数可以获得组织均匀、致密且与基体呈冶金结合的沉积层。沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、W2C和Fe7W6相组成;沉积层中弥散分布有大量的超细碳化物颗粒。沉积层的最高硬度为1512.1Hv,其耐磨性能是基体的2.3倍;沉积层的磨损机制主要是磨粒磨损和疲劳磨损。涂层中弥散分布的超细硬质相是沉积层硬度及耐磨性能提高的主要因素。     

激光重熔过程中激光功率对镁合金表面等离子喷涂YSZ涂层结构的影响

为了提高铝合金的综合性能,采用等离子喷涂技术在AZ31B镁合金表面沉积氧化钇部分稳定二氧化锆(YSZ)涂层,并采用二氧化碳激光器对涂层表面进行重熔处理,利用X射线衍射仪、扫描电镜及三维激光成像显微镜研究了重熔激光功率对涂层物相组成、组织结构及表面形态的影响规律。结果表明:YSZ涂层在激光表面重熔过程中保持了相结构的稳定性,即喷涂态及激光重熔后的涂层均由非转变型的四方相组成;随激光功率的增大,重熔区厚度不断增加,且喷涂态涂层的层状组织结构在激光重熔后消失,气孔率降低;在激光处理过程中,产生了大量的内应力,导致纵向(垂直于涂层表面)裂纹的萌生及扩展;涂层表面粗糙度随激光功率的增加而不断降低,并且在功率低于400 W时下降更明显。     

涂层

20010601 等离子喷涂Ni-Cr-B-Si及激光重熔涂层的耐磨性 ──Liang G Y. Surface & Coatings Technology, 2000,12 7(2～3):233(英文)在Al合金上等离子喷涂Ni-Cr-B-Si和Ni-Cr-B-Si+WC,用CO_2激光器重熔合金涂层, 对比研究了激光重熔涂层和等离子喷涂涂层的耐磨性,用SEM分析了磨损形貌。结果表明, 激光重熔涂层和等离子喷涂涂层均具有良好的耐磨性,激光重熔Ni-Cr-B-Si涂层耐磨性 最好,优于等离子喷涂Ni-Cr-B-Si涂层;等离子喷涂Ni-Cr-B-Si+WC涂层的耐磨性优 于等离子喷涂Ni-Cr-B-Si涂层,但激光重熔并未改变二种涂…     

TC4钛合金表面冷喷涂制备CuNiIn涂层组织及其微动磨损性能研究

为推动冷喷涂技术在航空防护涂层领域的应用,采用氮气冷喷涂技术在TC4钛合金表面制备了CuNiIn涂层,使用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和微动磨损试验机对涂层宏/微观组织、显微硬度及微动磨损性能进行了分析。结果表明:越靠近基体,涂层致密性越好,整体涂层孔隙率约为2.8%,涂层微观组织较粉末原始组织有一定细化;涂层硬度值自基体向表面沿厚度方向有增大的趋势,靠近基体一侧硬度平均值为274 HV_2N,靠近表面的涂层硬度稳定在300 HV_2N左右;微动位移较小时,涂层失效机制主要是黏着磨损,磨损形貌为椭圆形,微动位移较大时,以磨粒磨损为主,磨损形貌接近圆形。     

等离子喷涂Al_2O_3-40%TiO_2陶瓷复合层的微观结构及耐磨性能

为了探讨不同功率下6063铝合金表面等离子喷涂Al2O3-40%TiO2陶瓷复合层的形貌、组构及其耐磨性能,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机进行了相关研究。结果表明:微米级Al2O3-40%TiO2粉末经过等离子喷涂可以获得弥散分布的纳米级颗粒的陶瓷复合涂层,涂层硬度在1 000 HV以上;当喷涂功率为25～33 kW时,涂层硬度和耐磨性能随喷涂功率的升高而降低。     

反应等离子喷涂TiC/Fe涂层的摩擦磨损性能研究

采用等离子喷涂前驱体热分解技术制备的Fe-Ti-C系反应热喷涂粉末,在低碳钢基体上沉积TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.利用SEM和X射线衍射仪对涂层的显微组织结构、磨损表面及其相组成进行分析;采用SRV型往复式摩擦磨损试验机评价喷涂涂层的摩擦磨损性能.结果表明: TiC理论含量为53%(质量分数)TiC/Fe金属陶瓷涂层的耐磨粒磨损性能较好,相比基体提高了约25倍;反应等离子喷涂TiC/Fe陶瓷涂层的磨损机制主要为粘着磨损和轻微的剥落.     

常规和纳米ZrO_2-7%Y_2O_3等离子喷涂热障层及其激光重熔后的抗热震性能

为了探讨激光重熔对等离子喷涂常规和纳米热障涂层(TBCs)的影响,采用等离子喷涂工艺在γ-TiAl合金表面制备了常规和纳米ZrO2-7%Y2O3TBCs,并对其进行激光重熔处理,研究了等离子喷涂常规TBCs、激光重熔-等离子喷涂常规TBCs、等离子喷涂纳米TBCs及激光重熔-等离子喷涂纳米TBCs 4种涂层在850℃下的抗热震性能。结果表明:4种TBCs热震失效次数依次为73,118,146,163次,相应的热震破坏形式分别为整体剥落、局部剥落、边角剥落和局部剥落;纳米结构有利于提高涂层的抗热震性能;激光重熔在一定程度上改善了等离子喷涂层的抗热震性能。     

飞机发动机风扇叶片CuNiIn涂层等离子喷涂的工艺优化

为了给国内航空发动机风扇叶片Cu Ni In涂层制备提供相关技术支持,利用等离子喷涂技术在Ti6Al4V基体材料上制备Cu Ni In涂层,观察涂层微观结构,分析涂层孔隙率、界面污染物等,研究喷涂功率、喷涂距离及基体表面粗糙度对涂层结合强度、显微硬度等的影响。结果表明:喷涂功率的增加会导致Cu Ni In涂层显微硬度增加,结合强度降低;喷涂距离增加,涂层显微硬度和结合强度都呈现先增后减的趋势;基体表面粗糙度增加,涂层结合强度增加,但粉末沉积率降低;优化工艺为喷涂功率32.3 k W,喷涂距离85 mm,采用36目白刚玉喷砂(基体表面粗糙度6.3μm);优化工艺制备的涂层结合强度达到45.83 MPa,显微硬度达到159.2 HV,孔隙率为0.578%,可为国内风扇叶片Cu Ni In涂层制备提供相关技术支持。     

铝合金汽车发动机缸体内壁表面改性的研究进展

节能减排是汽车制造行业面临的巨大挑战,发动机的轻量化结构设计及性能提升是解决该问题的重要途径之一。铝合金发动机缸体满足轻质要求,但其耐磨损性能较差,容易造成缸体内表面磨损失效,采用表面改性技术对铝合金发动机缸体内壁进行强化是有效的解决途径。相比于传统的铸铁内嵌式缸套,通过微弧氧化、等离子喷涂、电弧喷涂、超音速火焰喷涂等技术在铝合金基体上制备涂层可以极大地改善其耐磨性能,同时降低发动机的整体质量。本文详细阐述了适用于铝合金发动机缸体内表面改性技术的原理、特点及涂层制备等的研究进展,重点探讨了涂层的沉积成形机理及耐磨损机制研究现状,对涂层材料的设计及优化、涂层制备工艺参数的精细化调控及涂层设备的开发及改进等方面进行了展望。     

铜基体低压等离子体钨喷涂层激光重熔后的结构与性能

在紫铜上直接喷涂的金属钨(W)层容易出现早期剥落。采用低压等离子体技术制备了Ni-Cu底层、Ni-W中间层和W层;利用大功率CO2激光束对W涂层重熔,研究了激光重熔处理对W涂层显微组织、致密度、结合强度及显微硬度的影响。结果表明:低压等离子喷涂的W层主要呈层状结构,W颗粒熔化不充分,涂层中存在大量的孔洞等缺陷;激光重熔后,W涂层表面的W颗粒已完全熔化,并在激光冷效应的作用下形成了一层厚度约为300μm的细晶组织,W涂层的致密度、结合强度得到了明显的提高。     

激光重熔对NiCrBSi等离子喷涂层显微结构和性能的影响

1Crl8Ni9Ti不锈钢表面的NiCrBSi等离子喷涂层存在孔洞及与基体结合差等缺陷,为此进行了激光重熔处理.采用扫描电镜和显微硬度压痕仪分别对涂层的显微结构和力学性能进行了对比研究,采用SRV试验机评价了涂层激光重熔前后的滑动摩擦磨损性能,研究了激光重熔对NiCrBSi等离子喷涂层结构和性能的影响.结果表明:经过激...     

基体硬度和热学性质对冷喷涂TC4钛合金涂层组织和力学性能的影响

钛合金蜂窝壁板在服役中受损急需修复,现有的修复手段以熔化焊为主,易导致严重冶金缺陷,而冷喷涂的相对低温可使此问题得以避免。采用冷喷涂在AA2024铝合金和TC4钛合金基体上制备了TC4钛合金涂层,借助SEM、XRD、维氏硬度试验、三点弯曲试验研究了基体硬度和热特性对涂层微观组织和力学性能的影响。结果表明,与AA2024基体相比,硬度较高、比热容和导热系数较低的TC4基体与TC4涂层间界面的起伏较小,颗粒表面温度较高,颗粒接触面形成宽度约为5μm的绝热剪切带,促进了冶金结合。因此,TC4基体表面冷喷涂涂层的孔隙率较低,沉积特性较好;涂层平均微观硬度较高,弯曲性能较好,断口平整,呈脆性断裂,未发生相变。本实验证实了通过喷涂修复钛合金构件的可行性。     

非金属材料表面冷喷涂金属化的研究现状及展望

冷喷涂是一种快速发展的固态粉末沉积技术,具有喷涂温度低、沉积效率高、制造速度快等特点,在金属涂层制备、受损零部件修复、增材制造等方面已有广泛的研究与应用。传统冷喷涂工艺的基体材料一般是金属材料,其沉积过程的机理研究也较为成熟。近年来,随着众多工业领域对复合材料的需求进一步提升,通过冷喷涂技术在非金属材料表面制备金属涂层(表面金属化)受到了不同领域众多研究者的关注。总结了目前已报道的使用冷喷涂工艺在高分子和陶瓷等非金属材料表面制备金属涂层的相关结果,围绕几种常用的高分子和陶瓷基体材料,分析了非金属基体材料上冷喷涂沉积金属涂层的结合机理,并在此基础上讨论了冷喷涂工艺参数和材料参数对非金属材料表面冷喷涂金属化的影响。     

铝青铜表面激光熔覆镍基涂层的组织与磨损性能

为了改善铜合金表面的耐磨性能,利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在铝青铜上制备了镍基涂层。分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及磨损性能。结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,与铝青铜形成了良好的冶金结合;从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的柱状晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡;激光熔覆层磨损量约为铝青铜的1/4,熔覆层耐磨能力的增强归因于熔覆层与铝青铜间良好的冶金结合及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用。     

铜合金表面热喷涂(焊)涂层组织及性能研究

采用等离子喷涂工艺在纯铜表面分别制备了NiCrCoAlY、Cr3C2-NiCr两种涂层,采用等离子喷焊工艺制备了Ni60喷焊层,并分别进行了显微形貌、显微硬度、耐磨性能及热震性能分析。结果表明,等离子喷涂层主要为机械咬合,其次是微区冶金结合和化学键结合,而等离子喷焊层与基体形成良好的冶金结合,其结合强度相对较高。Cr3C2-NiCr涂层硬度高达534 HV,耐磨性能最优,而NiCrCoAlY涂层硬度为352 HV,耐磨性能较好,且抗热震性能优异;Ni60焊层熔合区硬度为154 HV,焊层中部高达606 HV,随后缓慢降低至平稳。