激光熔覆Fe+B4C复合涂层的组织及耐磨性

利用激光器在SPHC钢基材表面激光熔覆w(B4C)=5%的Fe基复合涂层(Fe B4C),对熔覆层的组织形貌及耐磨性进行分析,并与铁基合金涂层(Fe55)作对比研究.结果表明,Fe55熔覆层主要为有明显方向性的柱状枝晶组织,由α-Fe枝晶固溶体与枝晶间共晶组织(α-Fe Cr23C6)组成;加入B4C后,改变了铁基熔覆层的凝固特征,Fe B4C熔覆层主要由组织均匀、无明显生长方向性的α-Fe杆状枝晶固溶体与其间的共晶组织组成,共晶化合物相明显增多,主要有Fe2B,CrB,Cr23C6,Cr7C3,Fe3(B,C)等.Fe B4C复合涂层的硬度及耐磨性比Fe55涂层明显提高.     

Ti对激光熔覆铁基合金涂层组织和耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在低碳钢表面制备Fe基合金涂层（Fe50）和添加1％（质量分数）Ti粉的Ti／Fe50涂层,分析研究两涂层的相结构、显微组织、硬度及耐磨性。结果表明：激光熔覆Fe50涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,其组织由柱状枝晶固溶体及其间网状分布的共晶组成;添加质量分数为1％的Ti后,涂层中除了α-Fe和Cr23C6相,还含有γ—Fe相,组织明显等轴化、均匀化;与Fe50涂层相比,Ti／Fe50涂层耐磨性提高了20％以上。     

激光熔覆钴基合金和Cr3C2/Co涂层的组织性能

运用5 kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Cr3C2／Co涂层．研究了其组织、结构、显微硬度及滑动磨损性能，并用激光熔覆钴基合金涂层(Co50)进行了对比试验。结果表明，Co50涂层的显微组织是以亚共晶方式结晶的枝晶组织,Cr3C2／Co涂层组织为未熔Cr3C2颗粒、长杆状、多边形块状Cr的碳化物及其间的细小的枝晶和共晶组织。Co50涂层的主要组成相是．γ-Co及(Cr，Fe)7C3，Cr3C2／Co涂层的主要组成相为．γ-Co，Cr7C3．Cr23C6和Cr3C2等。激光熔覆Cr3C2／Co涂层比Co50涂层具有更高的硬度和耐磨性。     

冷作模具钢激光熔覆Ni基合金组织和性能研究

为提高Cr12MoV模具钢硬度和耐磨性,研究采用激光熔覆技术在其表面制备Ni基合金。研究结果表明,涂层显微组织为异向生长的树枝晶,涂层相结构为γ-(Fe,Ni)、Cr7C3、BNi2以及Ni-Cr-Fe相。由于细晶强化、固溶强化和第二相强化作用,使熔覆层平均硬度比基体硬度提高了175%。涂层摩擦系数为0.2,明显小于基体（0.5）,涂层的磨损体积较基体提高1个数量级。     

激光熔覆Co基合金/MoSi_2复合涂层显微组织分析

在304不锈钢表面预置Co基合金和MoSi2混合粉末,采用激光熔覆技术制备Co基合金/MoSi2复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X衍射仪对熔覆层显微组织进行分析,并测试其显微硬度.结果表明熔覆层与基体呈良好的冶金结合.熔覆层中存在两种明显不同的凝固特征：一是MoSi2的添加量在0～20%之间,涂层组织主要由柱状树枝亚共晶和枝晶间共晶组成;二是MoSi2的添加量在30%～80%之间时,涂层组织主要是形貌各异的小平面树枝过共晶组成如竹叶状、星状、蝴蝶状、花瓣状等.其中Co基合金/40wt.%MoSi2复合涂层的平均显微硬度达到最大值1 455 HV0.2,是基体材料的4.9倍.     

钛合金表面激光熔覆Cr3C2/Ni基合金复合涂层的微观组织

将质量分数为25％的Cr3C2／Ni基合金混合粉末预置在TCA合金表面，利用5kW横流CO2激光器进行激光熔覆试验，得到Ni基Cr3C2复合涂层．利用SEM和XRD对熔覆层的微观组织和相组成进行了分析，采用HXD—1000T数字式显微硬度计测量了熔覆层的硬度．结果表明，Ni＋Cr3C2复合涂层存在γ-Ni、TiC、CrTC扑M23（C，B）6和CrB等相，熔覆层硬度在600～900HV之间．     

铁基自熔合金等离子熔覆层的微观组织及强化机理研究

采用金相显微镜(OM)、附带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)技术及显微硬度分析手段研究了铸铁表面铁基自熔合金粉末等离子熔覆层的微观组织及强化机理.结果表明,采用等离子熔覆技术,铁基合金粉末可在铸铁表面获得与基体冶金结合良好、无裂纹的强化层.熔覆层微观组织主要由近似于六方形或板条状、U形、L形或H形的初生(Cr,Fe)7C3相及短杆状、小块状或颗粒状的(Cr,Fe)7C3共晶碳化物、α-(Fe,Cr)和Fe3C组成,熔覆层与基体界面为细小的共晶莱氏体组织.熔覆层显微硬度可达600~1200HV0.2,熔覆层中高硬度的(Cr,Fe)7C3相、Fe3C相的存在、大量Cr、Si溶质原子溶入基体引起的固溶强化和快速加热及快速冷却产生的细晶强化是熔覆层得以强化的主要原因.     

H13模具钢等离子熔覆WC/Ni基复合涂层研究

以Ni60+35%WC合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术,在H13模具钢基体上熔覆WC/Ni基复合涂层。借助SEM、XRD分析涂层的显微组织;利用显微硬度计测试涂层的显微硬度;通过环-块磨损实验在MM-200磨损试验机上评估涂层的耐磨性能;采用线性极化法研究涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明:涂层组织均匀细小,主要由γ-(Ni,Fe)树枝晶以及枝晶间的γ-(Ni,Fe)与Cr23C6、Fe3W3C形成的共晶结构组成,在涂层底部分布有WC增强相;涂层的显微硬度可达590~650HV0.3;在室温干滑动磨损条件下,涂层的耐滑动磨损性与基体相比提高了1倍以上。在3.5%NaCl溶液中,涂层的耐腐蚀性能优于H13钢基体。H13钢经等离子熔覆WC/Ni基复合涂层后耐磨性能、耐蚀性能得到提高,可用于H13钢制模具的表面磨损修复。     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

Q345钢等离子弧熔覆铁基合金涂层组织分析

在Q345钢基体上采用等离子弧熔覆Fe-Ni-Cr-B-Si和Fe-Cr-B-Si两种铁基粉末涂层,制备具有冶金结合的耐磨涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究熔覆层的组织,采用X射线衍射仪对涂层进行物相分析,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:Fe-Ni-Cr-B-Si熔覆层主要为柱状γ-Fe,局部区域为α-Fe和碳化物的网状的共晶组织;Fe-Cr-B-Si熔覆层组织主要为胞状晶,局部区域为网状的共晶组织。两种熔覆层与基材均实现了熔化冶金结合,熔覆层与母材呈联生方式长大,熔覆层的显微硬度可达500~570HV0.2,母材热影响区组织为马氏体和珠光体。     

Cr3C2对等离子钴基堆焊层组织及性能的影响

采用等离子堆焊技术在低碳钢表面制备钴基合金堆焊层(Co40)及添加质量分数20%和40%Cr3C2的钴基合金复合堆焊层(Co40+20%Cr3C2,Co40+40%Cr3C2)。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及磨损实验机等研究不同添加量的Cr3C2对钴基合金堆焊层组织和耐磨性能的影响。结果表明:Co40堆焊层由γ-Co和Cr23C6组成;添加Cr3C2粉末后,堆焊层出现未熔的Cr3C2和Cr7C3及Cr23C6相,且明显改变了其组织特征,Co40+20%Cr3C2堆焊层仍以亚共晶方式结晶,但其组织得到明显的细化和均匀化,而Co40+40%Cr3C2堆焊层转变为过共晶方式结晶,其组织由大量初生碳化物和枝晶组织组成;Co40+Cr3C2复合堆焊层的硬度和耐磨性较Co40堆焊层均得到显著提高,且随着Cr3C2添加量的增加而相应提高。     

Wear Properties of Plasma Transferred Arc Fe-based Coatings Reinforced by Spherical WC Particles

Fe-based coatings reinforced by spherical WC particles were produced on the 304 stainless steel by plasma transferred arc(PTA) to enhance the surface wear properties. Three different Fe/WC composite powder mixtures containing 0 wt%, 30 wt%, and 60 wt% of WC were investigated. The microstructure and phase composition of the Fe/WC composite PTA coatings were evaluated systemically by using scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffraction(XRD). The wear properties of the three fabricated PTA coatings were investigated on a BRUKER UMT TriboLab. The morphologies of the worn tracks and wear debris were characterized by using SEM and 3 D non-contract profiler. The experimental results reveal that the microhardness on the cross-section and the wear resistance of the fabricated coatings increase dramatically with the increasing adding WC contents. The coating containing 60 wt% of WC possesses excellent wear resistance validated by the lower coefficients of friction(COF), narrower and shallower wear tracks and smaller wear rate. In the pure Fe-based coating, the main wear mechanism is the combination of adhesion and oxidative wear. Adhesive and two-body abrasive wear are predominated in the coating containing 30 wt% of WC, whereas threebody abrasion wear mechanism is predominated in the coating containing 60 wt% of WC.     

工具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织及性能

通过送粉式激光熔覆在碳素工具钢(T10钢)表面制备了Co基合金熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析其微观结构和相组成。结果表明:熔覆层中主要有γ-Co相以及其他相,包括Cr23C6、Co7W6和CrNi。从熔池与基体界面到熔覆层表面存在不同的凝固形态,依次为平面晶(在界面处)、胞状晶和树枝晶。微观组织较细的树枝晶强化了熔覆层,因而激光熔覆层的显微硬度增加,耐腐蚀性提高。     

铸铁等离子喷焊Stellite6钴基合金涂层的组织与性能

以Steilite6钴基合金粉末为原料,采用等离子喷焊技术,选择合适的工艺参数,在HT250基体上制备具有冶金结合的耐磨、耐热合金涂层．借助于OM、SEM、XRD观察分析涂层的组织,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布,在磨损试验机上通过环一块磨损试验评估涂层的耐磨性能．结果表明：等离子喷焊涂层组织均匀细小,主要由γ-Co、（Cr,Fe）,C2相组成;涂层的显微硬度可达590～680HV。;在室温干滑动磨损条件下,基体试样的失重量约为涂层的5．5倍,表明涂层的耐滑动磨损性能明显提高．     

激光熔覆原位自生TiC-VC复合增强铁基合金层的研究

利用钛铁、钒铁、石墨等组分,采用5kW横流CO₂激光器在低碳钢板上熔覆制备出原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基合金层.利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针及滑动磨损试验机,研究了合金熔覆层的显微组织及性能.研究结果表明,通过钛铁、钒铁与石墨之间的反应,可以得到TiC-VC复合碳化物增强相,细小的TiC-VC复合碳化物颗粒弥散分布在Fe基体之中,合金熔覆层的耐磨性在一定范围内随增强颗粒的增加而提高.     

Effect of electromagnetic stirring on the microstructure and wear behavior of iron-based composite coatings

The effect of electromagnetic stirring on the microstructure and wear behavior of coatings has been investigated. A series of iron-based coatings were fabricated by the plasma-transferred arc cladding process by applying different magnetic field currents. The microstructure and wear resistance of the composite coatings were characterized by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDAX), X-ray diffraction (XRD), and wet sand rubber wheel abrasion tester. The experimental re- sults showed that the microstructure of the coatings was mainly the γ-Fe matrix and (Cr, Fe)7C3 carbide reinforced phase. The coatings were metallurgically bonded to the substrate. With increasing magnetic field current, the amount of the block-like (Cr, Fe)7C3 carbide reinforced phase increased at first, reached a local maximum, and then decreased sharply. When the magnetic field current reached 3 A, the block-like (Cr, Fe)7C3 carbides with high volume fraction were uniformly distributed in the matrix and the coating displayed a high microhardness and an excellent wear resistance under the wear test condition.     

CeO2对等离子喷涂AT13涂层微观组织与性能影响

利用XRD、SEM、显微硬度weibull统计分析以及摩擦磨损试验手段对比研究了等离子喷涂添加ω（TiO2）=13％的TiO2的AlO3涂层（以下简称AT13涂层）和添加不同含量CeO2的AT13涂层的微观组织和性能。研究表明,CeO2以铺展良好的薄片状分布于涂层中,有效改善了涂层中层片之间结合。稀土CeO2的添加不改变AT13相变规律。涂层显微硬度的Weibull统计分析表明,添加CeO2对AT13涂层的显微硬度影响不大,显微硬度分布的分散性降低。当ω（CeO2）=4％时,涂层显微硬度分布的分散性最小。AT13材料中添加CeO2可显著提高涂层的耐磨性,当ω（CeO2）=8％时,涂层的耐磨性最好。添加CeO2不改变涂层的磨损机制,但显著降低涂层的磨损剥落程度。     

等离子喷涂复合陶瓷涂层及其耐磨性能

用等离子喷涂技术制取了ＭＯ＋Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２、ＭＯＳ２＋Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２＋Ｃｒ３Ｃ２ＮｉＣｒ和ＭｏＳ２＋Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ复合涂层．利用ＳＥＭ、ＸＲＤ、和ＸＰＳ等技术．观察和分析了涂层的显微结构和喷涂过程中的物相变化及添加成分对涂层耐磨性能的影响．在ＭＭ－２００型磨损试验机上测定了涂层的滑动摩擦系数和磨损率．结果表明；Ｍｏ、ＭｏＳ２与Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２的结合性能较好，ＴｉＯ２、ＭｏＳ２在Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层的气孔和裂纹处偏聚；添加ＭｏＳ２对Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２涂层的物相组成有明显的影响；适量的ＭＯ、ＭＯＳ２加入Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＯ２中，可以降低涂层的摩擦系数和磨损率；而ＴｉＯ２、ＭｏＳ２加入Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ中，对涂层的摩擦磨损性能影响不大