放电等离子烧结WC/Fe复合材料摩擦磨损性能

采用放电等离子烧结技术制备了WC质量分数为40%的WC/Fe复合材料,研究了不同烧结温度条件下WC/Fe复合材料的致密度、组织、硬度及干摩擦磨损性能。利用SEM和XRD分析了不同烧结温度条件下存在的物相;采用销-盘摩擦磨损试验机(盘试样选用~80μm的Al2O3砂纸,滑动距离约为950m)测量了马氏体耐磨钢和WC/Fe复合材料在不同载荷下相对磨损率;用SEM观察磨损形貌,确定WC/Fe复合材料的磨损机制。结果表明:烧结温度为1080℃时,WC/Fe复合材料实现完全致密,WC陶瓷颗粒均匀分布在基体中并与基体界面结合良好;随着WC/Fe复合材料完全致密化,其硬度及耐磨性能逐渐提高;WC/Fe复合材料的耐磨性能远优于马氏体耐磨钢。WC/Fe复合材料磨损机制主要为氧化磨损和磨粒磨损。在低载荷条件下,颗粒脱离基体造成氧化膜破裂,促使材料表面受损;较高载荷条件下,WC陶瓷颗粒破碎加速氧化膜破裂,加快了材料的磨损。     

WC颗粒对高铬铸铁基高频感应堆焊层耐磨性的研究

通过高频感应加热技术制备添加WC颗粒的高铬铸铁基堆焊层,并对堆焊层的硬度、显微组织、物相进行表征;利用回转式磨料磨损试验机进行磨损实验。结果表明:堆焊层中主要物相为γ-Fe、(Cr,Fe)_7(C,B)_3、WC及W_2C等。实验证明,当WC含量为30%时,堆焊层具有最优的耐磨性。     

SiC含量对激光熔覆SiC/Ni60A复合涂层显微组织和耐磨性能的影响

利用LDM2500-60半导体激光器在45#钢板上制备SiC颗粒增强Ni60A合金激光熔覆涂层,系统研究SiC含量对涂层的显微组织、稀释率、耐磨性、摩擦因数和显微硬度的作用规律。结果表明:随着SiC含量增加,熔覆表层的微观组织细化,稀释率、耐磨性、摩擦因数和硬度均先增加后降低;当SiC含量为20%(质量分数,下同)时,熔覆层的耐磨性能最佳,磨损量仅为0.0012g,为基体磨损量的1/36.3;摩擦因数最小为0.464,且磨损过程最为平稳;熔覆层平均硬度值最高,达到1039.9HV0.2,为基体的3.5倍;但当SiC含量达到25%时,熔覆层的显微硬度与耐磨性能反而下降。     

Ni/W/C粉等离子原位冶金生成粗晶碳化钨复合材料的性能

以Ni/W/C为粉末原料用等离子原位冶金法制备了大颗粒WC合金球钉增强Q345耐磨钢板,用扫描电镜(SEM)、电子探针(EMPA)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计等对球钉的组织成分、物相组成以及显微硬度进行表征,研究了这种大颗粒碳化钨复合材料的性能。结果表明:对于不同的粉末比例,40%Ni含量的球钉表面成型光亮、致密,与基体板的结合力强,内部的WC大颗粒分布均匀,其平均尺寸约为80μm,最大尺寸约为100μm,基体相为(Fe,Ni),还有网格状的Ni17W3和(Fe,Ni)共晶组织。球钉的平均显微硬度为1183.517HV0.1,大颗粒WC的显微硬度最大值为2078HV0.1。     

Y_2O_3对W-4.9Ni-2.1Fe合金摩擦磨损行为的影响

采用高能球磨和放电等离子体烧结技术联合制备W-4.9Ni-2.1Fe-xY_2O_3高密度合金,利用洛氏硬度计、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损试验机、三维轮廓仪等对合金的显微组织、力学性能和摩擦磨损行为进行研究。结果表明:适量稀土氧化物Y_2O_3掺杂,可以有效抑制烧结过程中晶粒的长大,使黏结相和钨颗粒均匀分布,提高合金的相对密度、硬度及摩擦磨损性能。当过量添加Y_2O_3时,Y_2O_3易于在晶界处偏聚,抑制晶粒长大效果减弱,合金的力学性能和摩擦性能均出现不同程度的下降;因此,Y_2O_3添加应适量,而当其添加量为0.4%(质量分数)时,合金综合性能最优。     

激光熔覆Ni基WC复合熔覆层组织与性能的研究

通过激光熔覆的方法在Cu-Cr-Zr三元铜合金表面制备Ni60添加不同含量WC颗粒的合金熔覆层。熔覆层的微观组织结构、化学成分、物相组成分别由SEM、EDS、XRD进行表征;显微硬度、耐磨性和耐蚀性也分别由硬度试验机、干滑动摩擦磨损试验机以及电化学工作站进行测试。结果显示,在合适的工艺参数下,可以得到冶金结合良好,没有缺陷,组织均匀且致密的激光熔覆层。含WC的熔覆层组织中,主要含有Cr7C3、Cr23C6、CrB、NiSi3、γ(Ni,Fe)、W2C、Cr2W4C、WC等相。熔覆层平均硬度可达基体的7倍以上,并且随WC含量增加逐渐增加。熔覆层耐磨性随WC含量增加也逐渐提高,摩擦系数和磨损量均下降明显。熔覆层的耐蚀性随WC含量的增加先提高,后降低,其中WC含量为15%时熔覆层的耐蚀性最好。     

超音频感应熔覆钴基涂层的组织与摩擦磨损性能

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备Co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能.结果 表明:Co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主要由γ-Co、γ-(Fe,Ni)、Cr23C6、Cr7C3、Co7W6以及金属间化合物Co3Fe7和FeNi3组成;钴基合金涂层的显微硬度约为573.1 HV0.2N,是基体45钢(215.0 HV0.2N)的2.67倍;在室温干摩擦条件下,钴基合金涂层的摩擦磨损性能优于45钢基体,其磨损形式为轻微的磨粒磨损和黏着磨损.     

激光熔覆制备Ni60−WC−Co复合涂层工艺与性能研究

目的 提高机械设备用06Cr19Ni10钢的性能,采用激光熔覆制备Ni60?WC?Co复合涂层。方法 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验仪,研究了不同激光功率对复合涂层的微观形貌、硬度和耐磨性的影响。结果 随着激光功率增大,复合涂层与基体之间紧密结合,致密均匀,球形WC颗粒均匀分布于复合涂层中,硬度、磨损量均先增大后减小;当激光功率过大时,复合涂层中WC颗粒增多,且部分WC颗粒发生热分解,生成的气体产生气孔。复合涂层物相主要由WC、W2C、γ?Ni、FeNi3、FeCr0.29Ni0.16C0.06、CoCx、Co3B2等相组成,复合涂层由顶部的树枝晶、中部的等轴晶和底部的柱状晶组成;当激光功率为1.5 kW时,硬度最高,磨损量最小,耐磨性最佳,磨损表面无明显磨损沟槽,主要呈磨粒磨损。结论 最优激光功率为1.5 kW,在此工艺下制备的Ni60?WC?Co复合涂层,可以提高机械设备用06Cr19Ni10钢的硬度和耐磨性。     

304不锈钢激光原位合成自润滑涂层的宽温域摩擦学性能

由于304不锈钢在中、高温下摩擦学性能较差,制约了其在重要摩擦运动副零部件上的应用。为改善304不锈钢的摩擦学性能,以Ni60粉末为增韧相,WS2为合成润滑相的前驱化合物,TiC为高硬度耐磨相,采用高能激光束在其表面原位合成自润滑耐磨复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和探针式材料表面磨痕测量仪表征涂层和基体的物相、微观结构、显微硬度与表面形貌,并系统研究涂层和基体在20,300,600,800℃下的摩擦学性能及其磨损机理。结果表明:涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11,Ti2SC,Fe2C,Cr7C3,CrS和WS2组成;涂层的平均显微硬度(302.0HV0.5)略高于基体(257.2HV0.5),但涂层上部区域的硬度(425.4HV0.5)约为基体的1.65倍;涂层在所有等温摩擦学实验中摩擦因数和磨损率均低于基体,300℃时涂层润滑效果最好,摩擦因数为0.3031,600℃时涂层耐磨效果最好,磨损率为9.699×10^-5 mm^3·N^-1·m^-1。     

类表面织构化镍基复合涂层的摩擦磨损性能

在低碳钢表面添加质量分数为20%的WC和6%的石墨颗粒,采用真空熔覆方法制备出具有类织构切面形貌的镍基合金(Ni0)复合涂层,研究了复合涂层的显微组织形貌及形成机理、相组成以及干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与镍基合金(Ni0)、碳化钨增强镍基合金(Ni0+20%WC)、石墨改性镍基合金(Ni0+6%石墨)三种涂层进行了比较。结果表明,WC呈不连续的三维网状分布在镍基合金基体中,镍基合金主要由基体相γ-Ni,铬化物硬质相CrB、Cr7C3、Cr23C6和共晶相Ni3B、Ni3Si构成;WC和石墨的单独加入都能提高复合涂层的摩擦磨损性能,类织构组织复合熔覆层的摩擦磨损性能优于相同组成的硬质颗粒单独弥散分布的复合熔覆层;在WC和镍基合金基体组成的类织构形貌结构和石墨润滑相的共同影响下,复合涂层比单一镍基合金涂层的耐磨性提高大约9.6倍。     

Effects of surface alloying on microstructure and wear behavior of ductile iron surface-modified with a nickel-based alloy using shielded metal arc welding

In this study, the effect of surface alloying on the microstructure and wear behavior of ductile iron was studied. In this regard, ductile iron samples were coated by single and double pass welds of a nickel-based electrode (ENiCrFe3) using shielded metal arc welding. The effects of number of passes on microstructure, hardness and wear resistance of cladded layers were investigated. Optical microscopy and X-ray diffractometry were used to identify the microstructure and phase composition of cladded layers and interfaces. The results revealed that cladded layers consist of austenite (Fe, C), γ(Fe, Ni) and small quantities of carbides such as Cr₇C₃. It was also found that the hardness of the cladded layers was higher than that of substrate. In samples processed with a single and double passes, hardness reached up to 500 and 450 HV, respectively. Pin-on-plate wear tests showed that the wear mechanism is predominantly delamination in the cladded layers and substrate.     

激光熔覆添加碳化钨的镍基合金层的组织和硬度研究

为促进激光熔覆在金属材料表面改性中的进一步应用,利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和电子探针微区成分分析,研究了Q235钢基体上激光熔覆添加有WC的Ni基合金层的特性及其演变,讨论了熔覆层合金成分和显微硬度的变化规律,力求得到熔覆粉的最佳WC含量.结果表明,当添加WC低于30%(质量分数)时,激光熔覆不出现裂纹;而当WC质量分数增加到30%(质量分数)时,熔覆层平均硬度增加,出现裂纹.在熔覆层中WC完全熔化并溶解,凝固组织主要由枝晶和枝晶间共晶组成,熔覆层呈胞状或条带状快凝亚稳的两相组织.     

Ni基WC合金3D激光熔覆工艺研究

以正交实验规则设计3D激光熔覆试验来研究不同工艺参数对熔覆指标的影响,实验表明,WC添加量对熔覆层硬度、抗磨性影响最大,激光功率影响稍次之,激光扫描速度影响次之,送粉速度影响最小。对熔覆层组织分析表明,随WC添加量增多,更易生成CrB、W2B等硬质相,未分解的WC颗粒也越多,粘结相Ni枝晶越细小。激光熔覆Ni基WC合金涂层表面摩擦磨损特性表现为以磨粒磨损为主,塑性变形、粘着磨损和磨粒磨损相结合。     

The influence of metals and carbides during laser surface modification of low alloy steel

The addition of both elements (Cr and Ni) and carbides (SiC and WC) during laser surface alloying under different processing speeds produced surfaces with both enhanced hardness wear resistance and corrosion properties compared to the base AISI 4340 steel material. These effects were due to the evolution of unique microstructures within the laser-processed region, which includes austenite, ferrite, martensite, Fe- and Si-based carbides and the retention of the original carbides (SiC and WC) in various combinations. The chromium and nickel stabilized the austenite and ferrite but reduced the formation of martensite that is useful to increase the hardness and prevent cracking. Also, the substantial dissociation of the original carbides (SIC and WC) into elemental silicon and tungsten supplemented the stabilization of ferrite and reduction in the hardness. The presence of the undissociated carbides and some martensite formation provided substantial increases in the microhardness. The improvement of both the mechanical properties and corrosion resistance might be self-exclusive due to the reduction of the carbides and the subsequent inability of the matrix to prevent cracking.     

基于儿童认知发展的学龄前儿童APP界面交互设计研究

目的基于3～6岁学龄前儿童认知发展的生理特点与心理特点,探讨学龄前儿童APP的界面交互设计原则,旨在为此类界面交互设计提出方法论指导,从而使学龄前儿童的综合学习能力得到更好的发展。方法通过对国内外学龄前儿童APP界面交互设计理论的归纳整理与优秀APP案例的比较研究,运用学龄前儿童的视觉、听觉、触觉和运动觉的认知发展,结合皮亚杰的认知理论及儿童认知发展心理学的相关理论研究,总结出优秀的学龄前儿童APP设计策略的五个方面,并将其应用于项目实践。结论通过具体案例的设计实践,在APP界面交互设计中初步验证了关于学龄前儿童的认知发展研究的适用性,提出符合儿童认知发展特征的设计策略,满足儿童在线学习的荣誉感和成就感,从而助推学龄前儿童在线学习的积极性和注意力。     

Ni60A+20WC于水刀喷嘴耐磨层的应用工艺

采用高频感应熔覆技术以提高高压水刀喷嘴的耐磨性能,本实验选用304不锈钢板作为基体材料,Ni60A+20%WC合金粉末作为熔覆层材料;分别采用高频感应加热设备、电火花成型机和小孔机对试件进行加热、熔覆并加工到规定尺寸.采用扫描电子显微镜观察试件的微观组织,发现涂层和基体之间产生了扩散层;采用X射线衍射仪分析涂层相结构,涂层中存在的强化相有WC、Fe_3Ni_2、W2C、Cr_3C_2、Cr_2Ni_3等;摩擦学性能测试实验表明涂层材料大大提高了水刀喷嘴的耐磨性;显微硬度实验表明WC极大地提高了涂层的硬度,其平均值约为1 000 HV0.1,基体约为190 HV0.1.在水刀喷嘴内孔成功制备了WC增强Ni基熔覆层,该熔覆层光滑平整,表面无明显缺陷,与基体实现冶金结合,性能优异.     

Laser surface coating of Mo–WC metal matrix composite on Ti6Al4V alloy

Laser surface alloying of Mo, WC and Mo–WC powders on the surface of Ti6Al4V alloys using a 2 kW Nd-YAG laser was performed. The dilution effect upon the microstructure, microhardness and wear resistance of the surface metal matrix composite (MMC) coating was investigated. With a constant thickness of pre-placed powder, the dilution levels of the alloyed layers were found to increase with the incident laser power. The fabricated surface MMC layer was metallurgically bonded to the Ti6Al4V substrate. The microhardness of the fabricated surface layer was found to be inversely proportional to the dilution level. The EDAX and XRD spectra results show that new intermetallic compounds and alloy phases were formed in the MMC layer. With the existence of Mo content in the pre-placed powder, the β-phase of Ti in the MMC coating can be retained at the quenching process. With increasing weight percentage content of WC particles in the Mo–WC pre-pasted powder, the microhardness and sliding wear resistance of the laser surface coating were increased by 87% and 150 times, respectively, as compared with the Ti6Al4V alloy. The surface friction of the laser-fabricated MMC coatings was also decreased as compared with the worn Ti6Al4V substrate.