EN8钢轴件表面激光熔覆BNi74CrSiB/微-纳米WC金属陶瓷涂层

在不同工艺条件下,EN8轴件表面采用横流CO2激光器熔覆BNi74CrSiB/微-纳米WC金属陶瓷涂层。通过对熔覆层组织、显微硬度和摩擦磨损性能分析测试表明,在激光功率为2kW,扫描速度为15mm/s、光斑直径为3mm时,可获得较微米粒度WC熔覆层更细小致密的晶粒熔覆层,熔覆层平均显微硬度可达980HV,约为基体硬度的4倍,微-纳米WC的加入能够改善摩擦磨损性能。熔覆后EN8钢轴件的显微硬度和耐磨损性得到极大的提高。     

65Mn钢表面激光熔覆温度场模拟及性能研究

为了探究不同激光熔覆工艺参数对温度场的影响,利用ANSYS软件对激光熔覆温度场进行模拟。在选定工艺参数下,通过激光熔覆技术在65Mn钢表面熔覆Ni60A合金粉,并与镍基焊条电弧焊试验进行对比。对两种熔覆层的显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能进行观察和测试。结果表明：激光熔覆温度场的最高温度与激光功率、频率成正比,而与扫描速度成反比。在激光功率580 W,扫描速度100 mm/min,频率4 Hz,脉宽8 ms的工况下,温度场最高温度达到2 092.1℃。激光熔覆层主要由等轴晶、柱状晶组成,而电弧焊覆层组织的晶粒组织粗大,存有大量树枝晶。激光熔覆层晶粒更加致密,组织均匀,强度、塑韧性性能更好。在硬度与耐磨性方面,激光熔覆层硬度平均值为531.24 HV_0.2,电弧焊熔覆层硬度平均值为492.46HV_0.2,且激光熔覆对硬度的提高效果更加显著。激光熔覆层的磨损率为4.9×10^-4 mm³·N^-1·m^-1,是基体的3/5。磨损机理由严重的粘着磨损转变为轻微的磨粒磨...     

激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织演变和性能影响的试验研究

采用预置粉末法在42CrMo基体表面制备CrFeCoNiNb高熵合金激光熔覆层,探索激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织和性能的影响规律。对于预置粉末激光熔覆工艺,激光功率、扫描速度、光斑直径作为工艺参数三要素,不是独立影响熔覆层质量与性能,且激光功率对熔覆层质量与性能的影响最大。通过改变激光功率进而改变作用于熔覆层的激光能量密度,研究激光能量密度对CrFeCoNiNb高熵合金熔覆层硬度、耐磨性和耐腐蚀性的影响规律。试验结果表明：熔覆层主相为面心立方结构相(FCC相)和密排六方结构相(Laves相)。随着激光能量密度的增加,其衍射峰面积先减少后增加,熔覆层晶粒先细化后粗化,转折点处的激光能量密度都为116.7 J/mm²。而且,此时熔覆层物相分布更均匀,磨损形貌主要为光滑的犁沟,相应的减摩效果好,磨损率有所降低。主相含量的改变和晶粒尺寸的改变分别是影响熔覆层平均显微硬度和耐腐蚀性的主要因素。Laves硬质相的增加有利于熔覆层硬度的提高,细化的晶粒可以形成致密的钝化膜,有利于提高熔覆层耐腐蚀性。     

35CrMo钢表面铁基激光熔覆层的组织和耐磨性能

采用CO2激光熔覆装置将LC3530铁基粉熔覆在35CrMo钢基体表面,研究了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能,并与基体的进行对比。结果表明:基体组织为回火索氏体,晶粒尺寸在20μm左右,而熔覆层的组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸大多在8μm;基体的平均硬度为254.1HV,而熔覆层的平均硬度为640.5HV,且硬度分布更加均匀;在相同试验条件下,熔覆层试样的磨损量仅为基体试样的1/7,磨损系数是基体试样的1/5,且磨损后熔覆层试样的表面粗糙度较磨损前的大幅下降,表明激光熔覆后35CrMo钢的耐磨性能得到显著提高;基体试样的磨损机制为犁削磨损,而熔覆层试样的磨损机制为微观切削,其优异的耐磨性能与含有铁、铬、钼和碳等元素的高硬度合金碳化物的形成有关。     

La2O3对AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Cu涂层的影响

试验采用Nd:YAG 激光器在AZ91D镁合金表面激光熔覆不同La2O3含量的Al-Cu涂层,借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计和滑动磨损试验机,分析稀土对熔覆层表面形貌、显微组织、物相结构、显微硬度和耐磨性能的影响。研究结果表明：稀土氧化物La2O3在Al-Cu涂层中能够细化晶粒,改善熔覆层的质量,并生成稀土化合物Mg17La2和LaAl3;当添加质量分数为1.2%的La2O3时,熔覆层组织均匀,晶粒细小,显微硬度最高;添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数比镁基体和未添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数小,说明稀土氧化物能够减小熔覆层的摩擦因数,提高涂层的耐磨性。     

H13钢表面激光熔覆铁基合金粉末的工艺研究

为探究H13钢表面激光熔覆铁基合金粉末试验中工艺参数对熔覆层表面硬度和几何尺寸的影响规律并得出最佳工艺参数,试验对不同数值的激光功率、扫描速度和送粉电压所得单道熔覆层进行了表面硬度测量、显微组织观察和显微硬度测量等分析。结果表明,当扫描速度和送粉电压一定时,激光功率增加会使得熔池深度和熔覆层厚度增加,表面硬度则会先增加后降低;当扫描速度和激光功率一定时,送粉电压增加会使得熔池深度和熔覆层高度变化,表面硬度则先增加后降低。通过对峰值对应的熔覆层进行金相组织观察发现,熔覆层晶粒细小且排列紧密,并与基体形成了良好的冶金结合。熔覆层截面显微硬度分布表明,其熔覆层的平均显微硬度明显高于基体。     

La2O3添加量对激光熔覆铁基合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在35CrMoV钢表面制备添加La₂O₃质量分数分别为0,0.7%,1.4%,2.0%的铁基合金熔覆层,研究了La₂O₃含量对其显微组织、物相组成、显微硬度、耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能的影响。结果表明：未添加La₂O₃的熔覆层主要物相为FeCr固溶体和少量Cr₂₃C₆,添加La₂O₃后熔覆层中还出现了LaNi₃,当La₂O₃质量分数为1.4%时熔覆层与基体界面平整,冶金结合良好,组织细小且均匀;随着La₂O₃质量分数增加,熔覆层显微硬度先增大后减小,耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能先提高后降低,当La₂O₃质量分数为1.4%,耐磨性能最好,此时熔覆层的摩擦磨损机制由未添加La₂     

腐蚀介质条件下NiCrBSi/WC喷熔层的摩擦学性能研究

采用氧-乙炔火焰喷熔工艺,制备了碳化钨颗粒增强镍基合金喷熔层(NiCrBSi/WC),研究了它在腐蚀介质条件下的摩擦磨损行为与机理,并考察了载荷、滑动速度对其摩擦磨损性能的影响规律。研究结果表明:NiCrBSi/WC具有良好的耐腐蚀磨损性能,且当WC含量为20%时,腐蚀磨损率最低;WC含量超过20%后,由于喷熔层存在“腐蚀原电池”效应,其腐蚀磨损率增大。NiCrBSi/WC的腐蚀磨损率随载荷增加而变大,随速度增大而减小。载荷的增加使喷熔层的犁削磨损加剧,导致摩擦系数和磨损率增大;速度的增大造成摩擦界面温度上升,可生成摩擦转移膜,从而降低了喷熔层的磨损率。     

NAK80模具钢表面激光熔覆钴基合金涂层的组织和摩擦磨损性能

采用激光熔覆方法在NAK80模具钢表面制备钴基合金熔覆层,用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的显微组织,通过干滑动摩擦试验研究了熔覆层的摩擦磨损性能,分析了其磨损机制,并用三维表面形貌仪观察磨损试样的表面形貌。结果表明:熔覆层的主要组成相为Cr23C6、Co3Mo2Si、MoC、FeCr和γ-Co;熔覆层由涂层与基体界面处的平面晶区、涂层中部的胞状树枝晶区和表层的网状等轴晶粒区组成;经激光熔覆处理后的NAK80模具钢表面硬度和耐磨性得到了显著改善,与NAK80模具钢相比,熔覆层表面的平均摩擦因数降低了约34%,比磨损率下降了约91.3%;熔覆层的磨损机制为粘着磨损和轻微的显微切削。     

超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

超高速激光熔覆技术与传统激光熔覆有所不同,可大幅提高熔覆效率,制备无缺陷的均匀薄涂层。为研究超高速激光熔覆主要工艺参数对熔覆层组织与性能的影响,采用超高速激光熔覆技术,分别以不同激光功率、熔覆速度、熔覆道间距在9Cr2Mo钢基体表面制备M2高速钢涂层,对熔覆层微观组织及力学性能进行表征。结果表明:熔覆层以细小等轴晶为主,晶间存在网状碳化物;熔覆层主要由α-Fe、γ-Fe以及少部分的MC和M2C碳化物组成;随着激光功率的增大、熔覆速度的减小、熔覆道间距的减小,激光束对熔覆层输入的能量密度随之增大,熔覆层平均晶粒尺寸呈现增大趋势;改变超高速激光熔覆工艺参数,提高对熔覆层的输入能量密度,熔覆层的显微硬度也更加均匀,平均硬度明显提高。     

铁基激光熔覆层超声滚压主加工参数优化实验

为了对铁基激光熔覆层实现更优光整强化效果,采用超声滚压方法处理EA4T铁基激光熔覆层并对其主加工参数优化进行分析。研究结果表明：提高压下量后,激光熔覆层表面粗糙度增大;提高静压力后,熔覆层表面硬度先提高再降低;提高滚压速率后,试样表面粗糙度呈现先降低再增大变化;增加滚压次数后,获得的熔覆层表面硬度呈现先增大再降低的变化。确定最优参数工艺：在滚压压下量为0.10 mm、滚压速率为2 100 mm/min、静压力介于0.45～0.65 MPa、滚压3次条件下,采用超声滚压方法处理激光熔覆层能够实现优异表面光整效果。超声滚压后激光熔覆层表层部位存在明显塑性变形层,激光熔覆层塑性变形程度随深度增加而降低,晶粒尺寸则增大。文章研究结果为激光熔覆热作车轴钢提供超声滚压工艺优化的理论参考,并为实际应用过程提供理论指导,此外也可以促进模具制造技术和修复能力的提升。     

电参数对CrN薄膜在去离子水环境下摩擦磨损性能的影响

采用多弧离子镀方法，在不同偏压和靶电流下在GH05合金试样表面制备系列CrN薄膜，利用扫描电子电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、多功能材料表面试验仪对薄膜的微观组织结构和力学性能进行测试分析。利用盐雾磨损试验机的球-盘摩擦方式研究各CrN薄膜在去离子水环境下与Si3N4球对磨的摩擦学性能。结果表明：随着偏压增大，CrN薄膜表面微颗粒大小逐渐减小，硬度增大，结合力先增大后减小，随着靶电流增大，CrN薄膜表面凹坑逐渐减小，硬度减小，结合力先增大后减小；随着偏压增大，CrN薄膜的平均摩擦因数先增大后减小，磨损体积先减小后增大，随着靶电流增大，CrN薄膜的平均摩擦因数先减小后增大，磨损体积先减小后增大，当偏压为-80 V，靶电流为100 A时制备的CrN薄膜在去离子水环境下具有最佳的摩擦学性能；CrN薄膜在去离子水环境下的磨痕形貌主要呈现磨粒磨损的沟槽形貌，同时表现出抛光效果。     

Al2O3-13%TiO2/铁基非晶合金复合涂层的室温摩擦磨损行为

利用等离子喷涂技术制备含质量分数15%Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷相的Fe₄₅Cr₁₆Mo₁₆C₁₈B₅铁基非晶合金复合涂层并进行销盘式摩擦磨损试验，通过与铁基非晶合金涂层进行对比，研究了复合涂层在不同载荷(20,30,50 N)和销轴转速(300,500,800 r·min^-1)下的摩擦磨损行为，分析了其磨损机制。结果表明：当销轴转速为300 r·min^-1时，不同载荷下复合涂层的磨损率较铁基非晶合金涂层降低近50%,复合涂层的磨损机制随着载荷的增大由磨粒磨损转变为疲劳磨损；当载荷为30 N时，复合涂层的磨痕深度与磨损率随销轴转速的增加先增大后减小，均在转速为500 r·min^-1达到最大，在销轴转速为500 r·min^-1和800 r·min^-1时复合涂层均表现为黏着磨损。     

纯钛表面FeCoNiCr0.5Al0.8高熵合金脉冲激光熔覆层的显微组织和性能

采用脉冲激光熔覆技术在TA2工业纯钛表面制备了FeCoNiCr_0.5Al_0.8高熵合金熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、硬度和高温抗氧化性能。结果表明：熔覆层和基体间形成良好的冶金结合,熔覆层中不存在裂纹、气孔等缺陷,熔合界面较平直;熔覆层表面熔池边界线处为细小等轴晶,中部为树枝晶,熔覆层截面组织为层状分布的细晶;熔覆层由简单面心立方结构Ti₂Ni和AlCTi₂组成;熔覆层的平均硬度为761.23 HV,是基体硬度的4倍以上;熔覆层具备良好的高温抗氧化性能,在800℃氧化120 h后的单位面积质量增加量为17 mg·cm^-2,仅约为基体的1/3。     

类金刚石表面改性C/C复合材料的摩擦磨损性能

采用等离子体增强化学气相沉积法在C/C复合材料基底表面制备了不同厚度的类金刚石（DLC）表面改性膜;用球-盘对磨的方式测试了C/C复合材料基底和DLC膜在干态下的摩擦磨损性能。结果表明:制备的表面改性膜具有典型的DLC结构特征,均匀致密;随着沉积时间的延长,DLC膜厚度逐渐增大,膜基结合强度依次减小;C/C复合材料基底的平均摩擦因数为0.285 8,磨损率约为1.6×10^-4mm³·N^-1·m^-1,表面改性膜的摩擦因数较基底有较大程度的降低,在0.08～0.27之间,磨损率也降低了1～2个数量级,且沉积时间越长其摩擦因数越小、磨损率越低。     

机械振动对高频感应熔覆WC增强Ni60A合金层显微组织与耐磨性能的影响

采用机械振动辅助高频感应熔覆技术在45钢表面熔覆制备添加质量分数20%WC的Ni60A合金熔覆层,研究了机械振动对熔覆层显微组织、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:机械振动的施加使熔覆层具有良好的熔覆质量,内部气孔减少且组织更均匀;和未施加机械振动熔覆层相比,施加机械振动熔覆层的表面硬度更大,摩擦因数和磨痕面积更小,耐磨性能更好。     

电流密度对摩擦喷射电沉积制备镍沉积层微观形貌及性能的影响

采用摩擦喷射电沉积系统制备了镍沉积层,用形貌仪、X射线衍射仪和显微硬度计等研究了镍沉积层的表面形貌、组织结构、晶粒平均尺寸和显微硬度随电流密度的变化。结果表明:硬质粒子能有效去除镍沉积层表面的吸附气泡和积瘤,获得表面较为平整光亮的沉积层;随着电流密度的增大,(111)、(200)和(220)晶面的择优取向度趋于一致,镍沉积层的表面粗糙度和晶粒平均尺寸先减小后增大,电流密度为80A.dm-2时表面粗糙度最小,电流密度为100A.dm-2时晶粒的平均尺寸最小,为9.67nm;显微硬度先增大后减小,当电流密度为80A.dm-2时最大。     

陶瓷增强与热处理对Al基合金熔覆层的影响

为了提高Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层的力学性能,采用添加陶瓷颗粒与热处理的方法增强7075铝合金表面的Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层。利用XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机及拉伸试验机,探究对其物相组成与相关力学性能的变化。结果表明：随着TiC含量由3%提高至5%,TiC的存在形式由金属间化合物Al_0.64Ti_0.36向镶嵌在熔覆层中的微米级陶瓷颗粒转变,导致耐磨性能不断改善,而由于Al_0.64Ti_0.36相的产生,Al基合金熔覆层内部特有的组织形态发生改变,平均显微硬度因此下降至99.8HV_0.1,当陶瓷颗粒含量进一步增加后,熔覆层内部未熔陶瓷颗粒的出现又有助于熔覆层内部显微硬度的提升。随着热处理温度及时间的增加,熔覆层内部大量纳米级Al₃Sc颗粒的二次析出使熔覆层的力学性能得到显著改善,当热处理条件为330℃保温4 h时,出现最高显微硬度141.2HV_0.1,而在330℃保温1 h的条件下,抗拉强度最高为299 MPa,较沉...     

Fe52Cr15Mo26C3B1Y3非晶金属含量对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响

以Fe基非晶金属代替传统的润滑组元,采用热压成型法制备Fe₅₂Cr₁₅Mo₂₆C₃B₁Y₃/酚醛树脂摩擦材料,探究不同含量的非晶金属对摩擦材料性能的影响;利用SEM对摩擦材料磨损面进行观测,分析不同含量非晶金属对摩擦材料磨损机制的影响。结果表明:添加非晶金属后摩擦材料硬度得到提升,其中非晶金属质量分数为30%～40%的试样硬度在67.6HRB和73.6HRB之间,为摩擦材料合适的硬度范围;随非晶金属质量分数的增加,材料的体积磨损率逐渐降低,平均摩擦因数呈先减小后增加的趋势,当非晶金属质量分数40%时试样的摩擦因数最小;随着非晶金属含量的增加,材料的磨损机制由接触疲劳磨损逐渐转变为磨粒磨损为主,并伴随着轻微接触疲劳磨损的混合机制。     

激光熔敷工艺参数对刀具氮铝钛涂层性能的影响分析

采用不同的激光熔敷工艺参数,在9W18Cr4V高速钢刀具表面制备了氮铝钛涂层,并对涂层的显微组织、高温硬度和耐磨损性能进行了测试与分析。结果表明,随激光功率的增大,涂层的平均晶粒尺寸先基本不变后增大、高温硬度先增大后减小、耐磨损性能先提高后下降;随激光扫描速度的增快,涂层的平均晶粒尺寸先减小后基本不变、高温硬度先增大后减小、耐磨损性能先提高后下降。激光功率优选为3k W、扫描速度优选为5mm/s。