6061铝合金表面激光熔覆稀土CeO_2+Ni60组织及摩擦磨损性能

为提高铝合金的表面性能,利用激光熔覆技术在6061铝合金表面制备了添加稀土Ce O2的Ni60熔覆层,并通过金相显微镜、SEM、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验机等设备研究了CeO2对Ni60熔覆层组织结构、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明,加入2%的Ce O2可有效地减少熔覆层中的裂纹、孔洞和夹杂物,促进晶粒细化,提高熔覆层的组织均匀性、表面硬度及耐磨损性能;在相同磨粒磨损条件下,CeO2+Ni60熔覆层的耐磨性是铝合金的7.1倍,是Ni60熔覆层的1.6倍;Ni60熔覆层可以显著降低铝合金表面摩擦系数,而添加稀土CeO2能提高Ni60熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善Ce O2+Ni60熔覆层的耐磨性能.     

原位生成 WC-B4C 增强镍基激光熔覆层及其性能研究

目的通过激光熔覆技术,在Q235钢表面原位生成WC-B4C增强镍基熔覆层。方法以WO3,B2O3,C和Ni60混合粉末为预涂原料,采用激光熔覆技术原位生成WC-B4C增强镍基熔覆层,对熔覆层的显微组织和物相构成进行分析,研究其摩擦磨损性能。结果采用合适的工艺参数,通过原位生成WC-B4C形成的增强镍基涂层形貌良好,与基材呈现较好的冶金结合。熔覆层平均硬度1200HV0.3,摩擦磨损失重仅为纯Ni60熔覆层的1/3。结论熔覆层硬度较高,耐磨性很好。大量原位生成的WC-B4C增强相及其均匀分布是熔覆层硬度和耐磨性提高的原因。     

纳米Y2O3-Co基合金激光熔覆复合涂层的分析

采用纳米Y2O3和Co基合金粉末,并利用激光表面熔覆技术和堆焊技术在Ni基合金基体上制备了纳米Y2O3-Co基合金复合涂层.运用扫描电镜(SEM)等测试方法,研究了复合涂层的显微组织和显微硬度,通过磨损试验和腐蚀试验分析了激光熔覆涂层和单一堆焊层的耐磨性和耐蚀性.结果表明,激光熔覆层显微组织由熔合区、细等轴状枝晶区及粗枝晶区构成;激光熔覆层的显微硬度由堆焊层的512.8 HV提高到868.9HV;激光熔覆层的耐磨性提高了51.2倍,40 min磨损量由堆焊层的25.6 mg降低到激光熔覆层的0.5 mg;激光熔覆层在10%HCl、10% HNO3和10% NaOH中的耐腐蚀性均比堆焊表面有明显改善.     

La2O3对激光熔覆镍基碳化钛复合涂层组织和耐腐蚀性能的影响

在45钢基材表面进行加入Ni60+30wt%镍包碳化钛合金粉末的激光熔覆,研究了La2O3,含量和激光功率对激光熔覆层的显微组织、裂纹情况及耐腐蚀性能的影响.结果表明:适量La2O3的加入能使镍基碳化钛金属陶瓷熔覆层组织细化,裂纹大为减少甚至消失,宏观质量得到明显改善.添加适量La2O3,的激光熔覆层的耐腐蚀能力比不含La2O3的激光熔覆层要高.     

钛合金表面激光熔覆镍基二硫化钼自润滑涂层质量分析

在TC4合金表面激光熔覆Ni60/Ni/MoS_2涂层,探讨Ni/MoS_2添加量对熔覆层质量和显微硬度的影响,以及激光工艺参数对熔覆层质量的影响。研究表明:随熔覆材料中Ni/MoS_2含量的增加,熔覆层形貌从凸起型过渡为平缓型,熔覆层裂纹和气孔等缺陷变多,微观组织均匀性变差。熔覆层显微硬度随Ni/MoS_2含量增加逐渐升高,添加20%Ni/MoS_2熔覆层的显微硬度和Ni60熔覆层的显微硬度相差不大。随扫描速度的提高,钛合金表面激光熔覆层的宽度、高度和基底熔深均减小;不同激光能量密度下,熔覆层的组织具有较大差异。     

纳米Y2O3弥散强化Ni基合金激光熔覆层

研究了纳米YO3对Ni基合金激光熔覆层显微组织、相结构和性能的影响。结果表明：加入纳米Y2O3的Ni基激光熔覆层出现大量细小、无方向性生长的等轴晶；熔覆层主相为γ-Ni，此外还有Cr23C6、Ni4.6Si2B和Ni17Y2等；加入1．5％纳米Y2O3的熔覆层显微硬度值大幅度提高，其耐磨性比纯Ni基提高5倍多。磨损机理由较为严重的粘着磨损转变为微动磨损。     

激光熔覆纳米Sm2O3颗粒增强Ni基合金涂层

利用5 kWCO2激光器,在Q235低碳钢表面熔覆微米或纳米Sm2O3/Ni基合金复合材料,制备了涂层.利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪,比较分析了熔覆层的组织及相结构,利用显微硬度计和MM 200型环-块滑动磨损机检测了熔覆层的硬度和耐磨性.结果表明,熔覆层的主要相为γ-Ni和Cr23C6,且出现了Fe7Sm,Ni3Si和Ni3B;加入稀土氧化物熔覆层的冶金结合区白亮带变窄;加入纳米Sm2O3不仅细化了熔覆层的组织,而且形成了大量的等轴晶;加纳米Sm2O3比微米Sm2O3的熔覆层的显微硬度和相对耐磨性大幅度提高,磨损机理由磨粒磨损和黏着磨损转变为微动磨损.     

钛合金表面激光熔覆Ti/Ni+Si3N4/ZrO2复合涂层组织与性能研究

目的 提高TA15合金的表面硬度,改善其耐磨性能.方法 以Ti/Ni+Si3 N4/ZrO2混合粉末为原料,利用激光熔覆技术,在TA15钛合金表面制备出以ZrO2颗粒和原位生成Ti5 Si3、TiN为增强相,以金属化合物TiNi、Ti2 Ni为基体的复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等手段分析激光熔覆涂层的显微组织及磨损表面,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对熔覆层的显微硬度和耐磨性进行评估.结果 熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层组织中TiNi和Ti2 Ni金属化合物基体上弥散分布着Ti5 Si3、TiN树枝晶和ZrO2颗粒;与不含ZrO2熔覆层相比,含有ZrO2熔覆层组织的晶粒得到细化;熔覆层中原位生成的TiN桥接在裂纹上,具有增韧的作用;熔覆层的显微硬度分布在835~1050 HV区间内,约为基体硬度的3倍左右;在干滑动摩擦磨损下,熔覆层的磨损量约为钛合金基体磨损量的1/6,其主要磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损.结论 熔覆层中高硬度、耐磨陶瓷相和高韧性相的共同配合,显著提高了钛合金表面的硬度和耐磨性.     

纳米Y_2O_3弥散强化Ni基合金激光熔覆层

研究了纳米Y2O3对Ni基合金激光熔覆层显微组织、相结构和性能的影响。结果表明:加入纳米Y2O3 的Ni基激光熔覆层出现大量细小、无方向性生长的等轴晶;熔覆层主相为γ-Ni,此外还有Cr23C6、Ni4.6Si2B和 Ni17Y2等;加入1．5％纳米Y2O3的熔覆层显微硬度值大幅度提高,其耐磨性比纯Ni基提高5倍多,磨损机理由较为严重的粘着磨损转变为微动磨损。     

CeO2对镍基碳化钨激光熔覆层组织和耐腐蚀性能的影响

采用Ni60 70wt%镍包碳化钨合金粉末在45钢基材表面进行了激光熔覆.对比研究了添加不同量CeO2在不同激光功率条件下对激光熔覆层的显微组织、裂纹情况、硬度分布及耐腐蚀性能的影响.适量CeO2的加入能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层组织细化,裂纹大为减少甚至消失,宏观质量得到显著改善.添加适量CeO2的激光熔覆层的耐腐蚀能力比不含CeO2的激光熔覆层要高且显著优于0Cr18Ni9不锈钢.     

环氧富Zn-Al-Mg-Ce合金涂层耐腐蚀性能

采用悬浮液等离子喷涂(SPS)和常规等离子喷涂(CPS)2种工艺制备纳米结构ZrO2/Y2O3涂层。利用XRD和SEM分析涂层的物相和微观组织,同时使用韦伯分布函数对涂层的显微硬度进行了统计分析。研究结果表明:在试验条件下,SPS制备的纳米结构ZrO2/Y2O3涂层为粒状结构,涂层致密且没有观察到显微裂纹。单个层片直径在0.3～4μm之间,平均晶粒尺寸51.8nm。CPS制备的纳米结构ZrO2/Y2O3涂层由部分熔化区和全熔区组成,部分熔化区保持纳米结构。2种方法制备的涂层物相均为亚稳四方相。CPS纳米结构涂层的显微硬度韦伯图呈双态分布,其中全熔区显微硬度较高,离散性大,而部分熔化区显微硬度低,离散性较小。SPS涂层显微硬度离散性比CPS全熔区小,表明SPS涂层组织更为均匀。     

La_2O_3稀土对激光熔覆WC/Ni基复合涂层性能改善的研究

向WC陶瓷镍基合金粉末中添加不同质量分数的La2O3粉末制成混合粉末,采用大功率半导体激光器通过同轴送粉方式,在A3钢基材上制备熔覆层。利用SEM、EDAX、XRD分析研究了不同稀土加入量对熔覆层显微组织和相结构的影响,用显微硬度计、滑动摩擦磨损试验机分别测试了复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明:由于稀土的加入,复合涂层的晶粒进一步细化,组织趋向均匀,硬度和耐磨性得到了提高,最终得出涂层粉末的最佳配比为(质量分数)59%Ni60,40%WC,1.0%La2O3。     

CeO2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用5kW CO2激光器在5Cr21Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响,发现稀土氧化物CeO2能加速碳化钨颗粒的溶解,促使钨与铬形成金属间化合物;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著翁于1Cr18Ni9Ti不锈钢;且含0．5％CeO2（质量分数）的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含1．5％CeO2（质量分数）和不含CeO2的激光熔覆层都要强。     

Laser cladding of stainless steel with Ni–Cr3C2 and Ni–WC for improving erosive–corrosive wear performance

The microstructure and the erosive–corrosive wear (ECW) performance of laser-clad Ni–Cr₃C₂ and Ni–WC coatings with overlapping clad tracks (OCT) on a 0.2% C martensitic stainless steel were investigated by scanning electron microscopy (SEM), XRD, EDX techniques and ECW testing. The coating produced by completely dissolving Cr₃C₂ particles in laser melted pool is composed of austenite (γ) dendrites surrounded by a γ-M₇C₃ eutectic, whereas another one is of granular solidifying structure in which contains the incompletely dissolved WC particles. The microhardness of Ni–WC coating is higher than that of Ni–Cr₃C₂, about 300 HV average. The main reason of microhardness difference is that two coatings have different solidified structure. The comparison of ECW tests found that the reduction of ECW rate dose not occur with the increase of hardness. The Ni–Cr₃C₂ coating with lower hardness has a lower ECW rate with respect to the Ni–WC one. Both average ECW rate decreased by approximately 30% and 60% as compared to that of stainless steel substrate, and both coatings had different ECW mechanism. The increase of ECW resistance is closely related to structure state, kind and amount of carbides, microhardness and toughening ability of the clad layer.     

等离子喷涂纳米结构Al2O3/TiO2涂层的组织与性能研究

采用液相喷雾造粒的方法将纳米级Al2O3／TiO2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体。并利用等离子喷涂技术成功地制备出含有纳米结构的陶瓷涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等设备对涂层的微观结构和性能进行检测。结果表明，所制备的涂层中含有适当比例的未熔或半熔的纳米颗粒。涂层的硬度、韧性和耐磨性等性能与传统涂层相比都有了较大的提高。     

耐磨Ni-Al2O3复合镀层组成机理及性能研究

在纯铜板上制备Ni-Al2O3 纳米复合镀层,并通过SEM观察了Ni-Al2O3复合镀层的表面形貌结构及微粒分布状态,并对镀层进行X-射线衍射分析和利用HXD-1000显微硬度计测量镀层微区硬度.结果表明Ni-Al2O3复合镀层有完全不同于纯镍镀层的组成结构,Al2O3颗粒的加入能够有效的阻碍镍晶粒的长大,且在颗粒附近复合镀层的硬度比纯镍的硬度成倍地提高.Al2O3颗粒越细小这种作用越明显.     

硼对液压支架立柱等离子熔敷涂层组织性能的影响

使用自制药芯焊丝等离子熔敷技术在液压支架立柱表面制备高硼熔敷层,分别研究了硼对熔敷层显微组织、结构、显微硬度、耐磨性、耐蚀性的影响.结果表明,四组高硼熔敷层成形良好,无裂纹,组织均匀致密.随硼含量的增加,熔敷层的显微硬度先增加后降低,最大为440 HV20,耐磨性与硬度呈对应关系;盐雾试验480 h后1号,2号熔敷层未出现腐蚀点,表现出良好的耐蚀性.综合分析表明,B元素含量为1.150%时,在保证硬度和耐磨性能的同时,盐雾腐蚀480 h未出现腐蚀点,满足液压支架立柱的使用要求.     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

CeO2对激光熔覆Ni基合金涂层组织与性能的影响*

采用Nd：YAG激光器通过同步送粉方式，在20Cr2Ni4A钢基材上制备了添加一定稀土氧化物CeO2的Ni基合金熔覆层。通过扫描电镜、X射线能谱，分析研究添加的稀“仁对熔覆层组织形貌、元素分布的影响，用显微硬度计测量熔覆层的硬度分布。结果表明，CeO2的加入对镍基熔覆层的组织起到明显的细化和净化作用，使二次枝晶间距减小，夹杂物含最显著降低，枝晶生长的方向性减弱，组织趋向均匀；由于硬质相的析出和细晶强化的作用，熔覆涂层的显微硬度值比未添加稀土的涂层提高了40～70HV。     

Co-electrodeposition and characterization of Cu-Si3N4 composite coatings

Smooth copper coatings containing well-distributed silicon nitride particles were obtained by co-electrodeposition in acidic sulfate bath. The cathodic current density did not show significant influence on incorporated particle volume fraction, whereas the increase of particle concentration in the bath led to its decrease. The increase of stirring rate increased the amount of embedded particles. The microhardness of the composite layers was higher than that of pure copper deposits obtained under the same conditions due to dispersion-strengthening and copper matrix grain refinement and increased with the increase of incorporated particle volume fraction. The microhardness of composites also increased with the increase of current density due to copper matrix grain refining. The composite coatings presented higher strength but lower ductility than pure copper layers. Pure copper and composite coatings showed the same corrosion resistance in 0.5 wt.% H₂SO₄ solution at room temperature.