激光熔覆TiC-WC增强NiCrMn合金涂层组织与性能

利用激光熔覆技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备了NiCrMn-TiC/WC-La_2O_3硬质合金耐磨涂层。采用X衍射仪、扫描电镜、能谱仪分析了熔覆层的物相组成及显微组织。测试了涂层的显微硬度,并在室温环境下对涂层进行干滑动摩擦磨损试验。结果表明:涂层主要由γ-(Ni,Fe)共晶化合物、未溶解的TiC和WC、原位生成的M_7C_3、TiC和(Ti,W)C、WC碳化物硬质相以及少量La_2O_3和Cr_3C_2组成。激光熔覆层的显微硬度大幅提高,显微硬度平均值为1172.74 HV,约为基体的3.48倍。熔覆层的摩擦系数和磨损率明显低于基体,磨损率约为基体的1/4。磨损试验过程中在涂层表面生成的大量含氧粘附层出现在涂层表面,有利于提高涂层的耐磨性。     

感应熔覆铁基合金涂层的显微组织与性能

采用感应熔覆技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti基体上制备了Fe基合金涂层。利用带有能谱仪的场发射扫描电镜(FESEM)分析了熔覆层的显微组织形貌和元素组成,使用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用差热分析仪对合金粉末进行了热分析,用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度及干摩擦条件下的滑动磨损性能。结果表明,感应熔覆铁基合金涂层组织致密,内部和界面无孔隙,涂层与基体形成了良好的冶金结合;涂层主要由α-Fe、(Cr,Fe)_7C_3、Cr_7C_3、Ni_3Fe和Fe_3C等组成,且α-Fe中均匀分布颗粒细小的(Cr,Fe)_7C_3、Cr_7C_3析出相;涂层显微硬度约为250HV_(0.1);在不同载荷下,感应熔覆Fe基合金涂层的耐磨损性能均优于1Cr18Ni9Ti基体,涂层磨损机理为典型的层状剥落和粘着磨损。     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。     

铜材表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/Cu-Cr3C2/Co梯度涂层

目的提高铜合金的表面硬度,改善其耐磨性能。方法利用激光表面合金化和激光熔覆工艺在铜合金表面制备出Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪,系统分析了合金化过渡层与熔覆层的物相构成及显微组织,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对梯度涂层的显微硬度和耐磨性进行评估。结果合金化过渡层组织致密且具有单一柱状晶结构,主要由α-(Cu,Ni)固溶体、Ni_3Al和Ni Al构成。Cr_3C_2/Co复合熔覆层中分布着未熔Cr_3C_2颗粒,且以未熔Cr_3C_2颗粒为中心,四周有大量呈杆状(或针状)的M_(23)C_6和M_7C_3型碳化物,这种碳化物可以有效提高熔覆层的硬度。梯度涂层的显微硬度从基体的80HV逐渐增加到熔覆层的640HV,梯度涂层的摩擦磨损失重仅为铜合金基体的1/8。铜基体的磨损表面发生大规模破坏并形成大量磨屑,其磨损机制主要是粘着磨损;Cr_3C_2/Co喷涂层由于内部结合力较弱,出现了大量的疲劳磨损面,其磨损机制为表面疲劳磨损;而Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层的磨损表面比较平整,只存在轻微的"犁沟",其磨损机制为典型的磨粒磨损。结论梯度涂层由于Cr_3C_2、M_(23)C_6及M_7C_3相的存在,显微硬度和耐磨性能显著提高。同时,涂层的成分与性能均呈一定的梯度变化,改善了铜基体与涂层的相容性。     

等离子熔覆Fe-Cr-C合金涂层工艺优化及性能研究

目的采用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备Fe-Cr-C合金熔覆层,提高基材表面的硬度和耐磨性。方法通过正交试验确定最佳工艺参数,用SEM、EDS、XRD分析熔覆层的组织结构和物相,用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试熔覆层的硬度和耐磨性。结果工作电流和送粉速度对等离子熔覆层的硬度和磨损量的综合影响最为显著,最佳工艺参数为:工作电流110 A,扫描速度110 mm/min,送粉速度6 r/min,搭接率40%,离子气流量1 L/h。熔覆层硬质相为(Cr,Fe)_7C_3,其余物相为γ-Fe、(Fe,Cr)、(Fe,Ni)、(Fe,C)、(Fe,Ni)_(23)C_6、Cr_7C_3、Ni_3Si、Fe_3Mo、Fe_2Nb。最优参数试样熔覆层的平均显微硬度为545.1HV_(0.5),比Q235钢基体的硬度高3倍左右。经过5 h摩擦磨损试验后,其总磨损量为0.25 g,比基体磨损量减少约2/3;磨损体积为45.09 mm~3,约为基体磨损体积的1/3;磨损率为1.22×10~(-4) mm~3/(N·m),约为基体磨损率的1/3;摩擦系数为0.23,约为基体摩擦系数的1/2。结论在Q235钢基体表面采用等离子熔覆技术制备出Fe-Cr-C合金熔覆层,其硬度和耐磨性能得到显著提升。     

粉末包埋法制备NbC涂层在不同钢基体上的生长动力学和摩擦性能

采用粉末包埋法,以铁铌粉、氯化铵和氧化铝为主要原料,在不同温度（1123~1273 K）、不同处理时长（1~4 h）下分别研究了NbC涂层在40Cr和45钢上的生长动力学过程及摩擦磨损性能。结果表明：涂层结构致密且与基体界面结合良好,主要由NbC相组成。在40Cr和45钢基体上,涂层厚度分别为1.703±0.285~8.457±0.240和1.987±0.355~9.247±0.275 μm。生长动力学研究表明,涂层生长受扩散过程控制,厚度与时间呈抛物线变化关系;在40Cr和45钢基体上,NbC相生长过程的活化能分别为113.80和102.76 kJ/mol。在1273 K下保温4 h,NbC涂层的硬度可达21 560 MPa以上,为钢基体硬度的5.49~8.06倍。以GCr15钢球作为对磨材料,测得40Cr/NbC和45钢/NbC材料的平均摩擦系数分别为0.393和0.342,而基体的平均摩擦系数为NbC涂层的1.3~1.6倍。NbC涂层的体积磨损率约为钢基体的34.9%~37.5%,表明NbC涂层具有优异的耐磨减磨性能,其摩擦磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。     

GH864表面爆炸喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层的显微组织和高温摩擦性能研究

采用爆炸喷涂技术在GH864基体上制备了Cr_3C_2-Ni Cr/Ni Cr Al复合金属陶瓷涂层。运用HT-1000高温摩擦磨损实验机,以Si_3N_4陶瓷球为摩擦副对基体和涂层进行高温摩擦磨损实验。选用扫描电镜、能谱仪、X衍射等分析手段,研究了在GH864表面爆炸喷涂涂层的组织形貌、相组成及涂层和基体的高温摩擦行为。对800℃时涂层和基体摩擦性能进行研究。结果表明:该涂层组织致密呈叠层堆砌,其显微组织为Cr_3C_2硬质相及周围缝隙中充填的Ni Crγ相和少量的Cr_3C_2分解形成的Cr_7C_3相。涂层在高温下的磨损形式主要为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损和氧化磨损,涂层中大量分布的具有热稳定性的Cr_3C_2硬质颗粒起主要的耐磨作用,复合涂层可提高GH864的高温耐磨性。     

放电等离子烧结铁基非晶涂层的滑动与冲蚀磨损性能

目的研究放电等离子烧结的Fe_(48)Cr_(15)Mo_(14)Y_2C_(15)B_6非晶涂层在滑动和冲刷条件下的耐磨性。方法利用放电等离子烧结(SPS)技术,制备Fe基非晶态合金涂层。通过滑动磨损实验和冲蚀磨损试验,分别评价非晶涂层的滑动磨损性能和冲蚀磨损性能,并通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析非晶涂层的组织结构以及磨损形貌。结果非晶涂层在滑动摩擦条件下,随着载荷由10 N增加至20 N,磨损率由0.089×10~(-3)mm~3/m上升到0.216×10~(-3)mm~3/m,但摩擦系数由0.841减小到0.778。非晶涂层在冲蚀磨损条件下的体积磨损率随着冲蚀角度(30°~90°)的增加,先增大后减小,45°时达到极大值(15.80 mm~3/h)。磨损表面形貌表明,铁基非晶的滑动磨损机制主要是疲劳磨损和粘着磨损,冲蚀磨损机制主要表现为构成涂层的粉末颗粒的脆性剥落。结论与常用AISI 52100轴承钢相比,SPS制备的非晶涂层在滑动摩擦条件下有着显著的低磨损率和低摩擦系数,但在冲蚀磨损条件下的耐磨性能较差。     

抽油机光杆耐磨涂层摩擦性能的研究

采用热喷涂技术将耐磨防腐E10树脂涂层材料喷涂在抽油机光杆材料上,并模拟抽油机光杆工作环境,以SiN3、GCr 15、TC4为三种对磨材料,速度为0.4 m/s(0.2～0.4 m/s),光杆表面工作压力4 MPa,经过HT-1000型高温摩擦磨损试验对抽油机光杆材料和涂层材料进行摩擦磨损测试.结果表明,与Si4N3、GCr15、TC4三种对磨材料对磨时,抽油机光杆的摩擦系数分别为0.86、0.57和0.23;而带有涂层材料的摩擦系数却为0.164、0.191和0.218.涂层材料能降低摩擦系数,特别是与Si4N3、GCr15两种材料对磨,经扫描电镜微观分析发现,涂层与基体结合紧密、强度好.     

TC4钛合金激光熔覆NiCrAl+TiC涂层的性能

采用激光熔覆技术在TC4合金基体上分别制备了不同比例NiCrAl+TiC复合涂层,通过SEM、XRD、硬度测试仪和摩擦磨损试验机分析研究了熔覆层的性能。结果表明,熔覆层中以树枝晶、胞状组织以及等轴晶为主,XRD结果显示,熔覆层中产生了TiC、VC、Cr_(0. 2)Ti_(0. 8)C、NiTi_2等陶瓷相和金属化合物,这些相对提高熔覆层硬度和耐磨性非常有利。硬度测试结果表明,熔覆层硬度最高可达892. 9 HV0. 3,比基体硬度提高了4～5倍。摩擦磨损结果表明,由于熔覆层的硬度提高,摩擦因数降低,平均摩擦因数分别为0. 46、0. 52和0. 37,而TC4合金基体的摩擦因数为0. 39。由于摩擦因数的下降,磨损率也大幅度下降,熔覆层的磨损率分别为3. 92×10~(-7),3. 79×10~(-7),2. 88×10~(-7)mm~3~·N~(-1)·m~(-1),均小于TC4合金基体的磨损率,约为7. 83×10-7mm3·N~(-1)·m~(-1)。     

Mg-11Y-5Gd-2Zn镁合金干滑动的摩擦磨损行为

采用往复式摩擦磨损试验机对铸态和T6态Mg-11Y-5Gd-2Zn合金进行干摩擦磨损试验,研究载荷（3~15N）、磨擦速度（0.03~0.24m/s）、摩擦温度（25~200 °C）对合金磨损率的影响,并通过扫描电镜观察合金磨损表面形貌和磨屑。结果表明：随着载荷的增加,合金的磨损率几乎呈线性增加;随着摩擦速率的增加,合金的磨损率降低;铸态合金的磨损率高于T6态合金的。Mg-11Y-5Gd-2Zn合金中的Mg12Y1Zn1相、表面氧化相和残留的磨屑影响合金的磨损率。在本试验条件下,磨损机制主要是粘着磨损和塑性变形。     

耐磨材料与使用工况关系研究

研究比较了高锰钢，马氏体球铁和中碳马氏体钢在二体静载和三体动载条件下的磨损特性，从而找出耐磨材料与使用工况关系。结果表明，在静载条件下，马氏体球铁耐磨性最好；在非强烈冲击条件下，中碳马氏体钢耐磨性最好；在强烈冲击条件下，高锰钢耐磨性最好。     

硬质涂层的微磨粒磨损评价方法

微磨粒磨损试验是最近发展起来的评价涂层耐磨性的方法。比较了通过微磨粒磨损试验和球（销）盘磨损试验评价硬质涂层耐磨性的差别,论述了涂层耐磨性评定结果与涂层零件使用性能之间的关系。被测试的涂层为CrN和CrSiN,工件为高速钢钻头。研究结果表明,用微磨粒磨损试验测得的微粒磨损系数（ka）与镀层钻头的钻孔寿命之间存在一定关系,也即当后。小于某一数值时,镀层钻头的钻孔寿命较高。而用球（销）盘磨损试验法测定的比磨损率则与钻头的钻孔寿命无内在联系。     

硼酸镁晶须增强6061铝基复合材料的干摩擦磨损行为(英文)

研究搅拌铸造工艺制备的硼酸镁晶须增强6061铝基复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损性能。复合材料的体积分数为2%,根据增强体种类,材料分别记为:Al基体、Mg2B2O5w/6061Al、ZnO/Mg2B2O5w/6061Al和CuO/Mg2B2O5w/6061Al;讨论磨损速率和摩擦因数之间的关系。结果表明:在4种材料中,ZnO/Mg2B2O5w/6061Al复合材料的磨损率最低。随着载荷和滑动速度的增大,基体和复合材料的摩擦因数和磨损率降低,摩擦磨损机制由轻微磨损机制转向严重磨损机制。     

冲击载荷的变化对不同含碳马氏体钢动载磨粒磨损系统耐磨性的影响

用２０Ｃｒ、４０ＣｒＳｉ和Ｔ１０三种材料，热处理成近乎单相马氏体组织，分别作为动载三体磨粒磨损试验的上、下耐磨试样，研究了冲击载荷的变化对系统耐磨性的影响。结果表明：在冲击功为１．０Ｊ时，具有高碳马氏体的Ｔ１０钢相互配副时，系统取得最佳耐磨性；当冲击功增加为３．６Ｊ时，具有中碳马氏体的４０ＣｒＳｉ钢的相互配副时，其系统耐磨性最佳。原因在于冲击载荷的变化，改变了磨粒对材料的作用方式，使磨损机制发生变化。     

金属温热成形模具磨损问题的研究进展

从模具磨损机理、模具磨损预测模型和模具磨损预防及使用寿命提高等方面介绍了金属温热成形模具磨损问题的研究进展。在模具磨损机理方面,简述了几个经典的磨损理论并讨论了模具材料因素和工艺条件因素对磨损机理的影响。在模具磨损预测模型方面,介绍了两大类预测模具磨损的模型和方法。在模具磨损预防及使用寿命提高方面,主要从模具材料改性和成形工艺参数优化两个角度,阐述了提高模具耐磨性、减少模具磨损、延长模具使用寿命的一些措施。对于模具磨损研究有一定的参考价值。     

马氏体磨料磨损特性的研究

对20Cr,40CrSi,T8,T10 4种材料所获得的单相马氏体组织二体磨粒磨损、静载与动载三体磨粒磨损的耐磨性进行了研究,结果表明:在各种磨损条件下,马氏体的耐磨性与其固溶碳量的平方根呈抛物线关系,抛物线峰值点所对应的马氏体最佳固溶碳量,其与磨损条件有关,当磨损过程中塑变磨损比例增大时,马氏体最佳固溶碳量降低,而切削磨损比例增大时,则马氏体最佳固溶碳量升高.     

蜂窝型双金属复合锤头铸造工艺

针对反击式破碎机专用锤头因磨损而失效的特点,研发了一种蜂窝型双金属复合型锤头。该锤头以高锰钢作锤体,高铬铸铁作耐磨棒,并采用特殊镶铸工艺,将耐磨棒弥散分布于锤头端部。锤头内耐磨棒与基体结合牢固、抗冲击能力强,大幅度提高了锤头使用寿命,从而降低了锤头综合使用成本。