有氧烧结Ni60/WC合金涂层的组织和性能

在有氧烧结条件下,在45钢基体上制备Ni60/WC自熔合金涂层。利用XRD、SEM、EDS等对涂层的组织和性能进行分析。结果表明:涂层中主要有γ-(Ni,Fe)、WC、(Cr,Ni)23C6、Co3W3C、Ni2B等相组成,涂层平均显微硬度为918.4HV0.1;在磨粒磨损条件下,磨损率为1.47×10-2 cm3/h;过渡层的显微硬度从918.4HV0.1至220HV0.1呈梯度分布,宽度约为0.30mm。     

纳米WC增强Ni基复合涂层析出相及相成分研究

以Ni60B+纳米12%Co-WC陶瓷颗粒复合粉为熔覆材料,采用激光熔覆技术在45钢表面制备出WC增强Ni基复合涂层。涂层在MM-200磨损试验机上进行干滑动磨损试验,借助SEM、EDS、XRD等检测仪器对涂层磨损前后的组织进行分析研究。结果表明:涂层磨损前组织主要为Ni基固溶体、WC颗粒、块状和枝晶组织;经过磨损试验的涂层,在其磨痕中发现了纳米级的析出相;结合MX2600FE场发射扫描电镜所附带的EDS和JEM-2100型透射电镜对析出相的成分进行分析,析出相成分初步确定为WC。     

镍基涂层在腐蚀介质中的腐蚀特性与电化学行为

用失重法和电化学法系统地研究了两种Ni基涂层(Ni60JH和Delelo50)在酸性腐蚀介质中对20钢的保护作用, 实验在室温下0.5 mol/L H2SO4腐蚀溶液中进行,测定了涂层的失重率和极化曲线。结果表明,Ni60JH涂层和Delelo50涂层可使20钢的耐蚀性分别提高30和16倍,Ni60JH涂层的耐蚀性优于Delelo50涂层。Ni60JH涂层的腐蚀特征为均匀腐蚀;Delelo50涂层和20钢的腐蚀特征为选择性腐蚀。Delelo50涂层中Ni优先于Cr被腐蚀,20钢中珠光体优先于铁素体遭受腐蚀,形成蜂窝状组织。在酸性腐蚀介质中,两种涂层基本处于钝化状态;而20钢处于活化溶解状态。     

固相反应型SiO_2基陶瓷涂层耐磨性研究

为了改善Q235钢的耐磨性能,实验以SiO2和Al为主要骨料,运用固相反应法制备性能优异的SiO2基陶瓷涂层。运用DSC、XRD和SEM对涂层进行分析,并进行耐磨性测试,其磨粒磨损和粘着磨损的相对耐磨性分别提高2.23和3.6倍。     

后送粉角度对等离子喷焊WC颗粒增强Ni基涂层组织的影响

采用等离子喷焊技术,利用后送粉装置从不同角度在45钢表面制作WC颗粒增强镍基合金复合涂层,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)分别对涂层组织结构及成分进行分析。结果表明:焊枪倾斜30°角送粉时,WC颗粒均匀的分布于涂层基体上,WC周围有明显的棒状组织,涂层表面物相主要由WC,W2C,Fe7C3,Cr7C3和γ-(Fe,Ni)固溶体等组成,由基体到涂层表面硬度呈上升趋势;焊枪垂直送粉时,WC颗粒发生了沉底现象,WC周围有明显的鱼骨状组织和棒状组织,涂层表面物相主要由Cr23C6,Ni3Si,CrSi2,Fe3B,Fe7C3等组成,由基体到涂层表面硬度先呈上升趋势,上升到一定值后又呈下降趋势。     

钨极氩弧重熔对电弧喷涂复合涂层组织的影响

采用改进的电弧喷涂工艺在钢基底上制备WC颗粒增强钢基复合涂层,并对其进行钨极氩弧重熔以获得与基材呈冶金结合的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD、显微硬度计对涂层成分、组织、相结构及显微硬度进行测试。结果表明:电弧喷涂WC-钢基复合涂层经钨极氩弧重熔后,涂层的致密度提高,组织细小均匀,熔覆层与基材形成良好的冶金结合,熔覆层由F、P和其上分布的均匀、细小WC颗粒组成,无二次析出相,涂层的组织较之重熔前显著改善。     

镁合金表面冷喷涂420不锈钢涂层及其摩擦磨损性能研究

采用冷喷涂技术在AZ80镁合金表面制备420不锈钢耐磨涂层,开展喷涂工艺参数和涂层组织结构研究,并初步比较耐磨涂层与38Cr Si钢的摩擦学性能。结果表明:随着喷枪移动速度的下降,涂层的孔隙率逐渐下降;涂层形成过程中,420不锈钢粉末中的奥氏体相发生应变诱导马氏体相变,在一定程度上提高了涂层硬度;涂层在摩擦过程中的摩擦磨损机制表现为磨粒磨损和黏着磨损;涂层的耐磨性能显著优于38Cr Si钢。     

机械锤击式铝基WC涂层制备方法及其参数影响规律研究

以6061铝合金为研究对象，探究用音圈电机驱动机械锤击方式制备铝基WC涂层的可行性，研究锤击参数及WC颗粒粒径对涂层制备的影响规律。结果表明：WC颗粒粒径对涂层制备影响极大，用15～20、45～50μmWC颗粒能有效的在6061铝合金上锤击得到WC涂层，2～4μmWC颗粒难以通过机械锤击方式得到相对致密的WC涂层，WC涂层覆盖率随锤击力增大先降后升，粗糙度随锤击力增大先升后降，与覆盖率呈负相关。15～20、45～50μmWC颗粒的机械锤击式铝基WC涂层覆盖率无明显差别，15～20μmWC涂层粗糙度明显低于45～50μmWC涂层。机械锤击式WC涂层是一种新颖、可控的涂层加工工艺。     

调质对Ni基合金+WC复合涂层疲劳强度的影响

经过真空熔烧Ni基合金 +WC复合涂层的 4 5钢基体的硬度和强度都很低 ,为了提高基体的硬度 ,对涂层后的材料进行调质处理。调质后涂层硬度不变 ,而基体硬度有较大的提高。通过旋转弯曲疲劳试验 ,比较涂层试样与未涂层试样在调质处理后的疲劳强度。试验结果表明 ,在低周疲劳时 ,涂层试样的疲劳强度大于未涂层试样 ;在高周疲劳时 ,涂层试样的疲劳强度小于未涂层试样。     

机械构件用35SiMn钢表面处理研究

为进一步提高机械构件用35SiMn钢的表面性能,采用电沉积技术对35SiMn钢进行表面处理。分别制备Ni、NiCo合金和Ni-Co/SiC复合镀层,并研究3种镀层的表面形貌、元素组成、硬度和耐磨性能。结果表明:表面处理使35SiMn钢的硬度明显提高,耐磨性能也得到有效改善;3种镀层的组织较致密,其中Ni-Co/SiC复合镀层的组织最致密;3种镀层硬度的平均值分别是35SiMn钢的1.8倍、2.1倍和2.3倍,摩擦因数相比35SiMn钢分别降低16.7%、28.3%、33.3%。     

纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及抗磨损性能的影响

采用超音速火焰热喷涂(HVOF)技术在06Cr13Ni4Mo不锈钢材料表面制备涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、微区X射线荧光光谱仪、结合力试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、磨蚀试验机、汽蚀试验机等手段研究分析纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及性能的影响。结果表明:稀土元素Ce较为均匀地分布在涂层中,起到细化晶粒、抑制Cr、Co等元素合金化以及提高WC抗氧化性能等效果;涂层的致密性、显微硬度以及结合强度等性能大幅提高;涂层的抗摩擦磨损性能提高1.23倍,抗高泥沙水流的磨损性能提高7.46倍,抗汽蚀性能提高63.6%。     

Ni60B有氧烧结工艺的研究

采用箱式炉在有氧状态下烧结制备Ni60B自熔合金,研究烧结工艺对Ni60B自熔合金组织和性能的影响。结果表明:Ni60B自熔合金粉末经1 000℃×15 min,随炉冷却至400℃后空冷的最佳工艺烧结后,合金的金相组织为在γ-Ni固溶体基体上均匀的分布着Cr、Fe的碳化物、硼化物硬质相;其密度为7.64 g/cm3,硬度为56.96HRC。     

LY12合金Ni/Al-Al_2O_3等离子复合涂层组织及性能的研究

本文研究了在LY12铝合金基体上等离子喷涂Ni/Al-Al_2O_3复合涂层的组织特征、绝热性能及耐磨性能。试验结果表朋,(1)涂层的断面均呈现为叠层状结构,其中含有大量微孔;(2)Al_2O_3涂层具有良好的绝热性能,可有效降低基体的受热温度,防止基体在高温下的失效;(3)Al_2O_3涂层的表面硬度大大高于LY12基体,使基体表面耐磨性能显著提高。文中还分析讨论了涂层厚度、工作温度对涂层绝热性能的影响。     

镍基WC陶瓷涂层的干滑动摩擦磨损性能

为了改善制动器的制动性能,即提高它的耐磨性和摩擦系数,对4种WC含量不同的镍基复合涂层的摩擦磨损性能进行了试验研究,并且利用扫描电子显微镜对复合涂层的磨损面进行了观察,在此基础上对其抗磨机理和WC含量对涂层摩擦磨损性能的影响进行了分析与讨论.试验结果表明,含WC硬质相的镍基复合涂层的耐磨性和摩擦系数都高于基体HT250,其原因是涂层具有较高的硬度和较好的韧性.     

汽车零件冲压模具用导柱表面Ni-SiO2纳米复合镀层的耐磨性能

为提高汽车零件冲压模具用导柱表面的耐磨性能,在导柱基材20Cr钢表面电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层。利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜观察分析复合镀层的表面形貌、元素组成和显微组织,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测纳米复合镀层的硬度和耐磨性能。结果表明:纳米复合镀层的形貌质量较好,组织致密,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;主要含Ni、Si、O等元素,其中SiO_2的质量分数约为7.8%;平均硬度约为660HV,是20Cr钢的1.1倍;耐磨性能优于20Cr钢,平均摩擦因数约为0.4,是20Cr钢平均摩擦因数的3/4。纳米复合镀层能够为20Cr钢提供有效的表面磨损防护,将纳米复合镀层用在汽车零件冲压模具用导柱上可提高导柱表面的耐磨性能。     

冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层结构与性能研究

以团聚烧结工艺制备的多尺度WC鄄12Co、WC鄄10Co鄄4Cr 和WC鄄17Co 粉末为原料,利用冷喷涂沉积多尺度WC鄄Co 金属陶瓷涂层,研究了涂层的组织和相结构,测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销鄄盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能。结果表明:3 种冷喷多尺度WC鄄Co 金属陶瓷涂层组织均比较致密,涂层保持与原始粉末相同的相结构,粘结相Co 由于强烈塑性变形发生了部分同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC 颗粒呈现微米、亚微米及纳米多尺度分布特征;随着喷涂粉末中粘结相含量的增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,其磨损失重有所增加;涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用。     

超音速火焰喷涂涂层耐泥浆冲蚀性研究

为了提高钢体PDC钻头钻头体的使用寿命,采用超音速火焰喷涂技术分别制备了WC-Co和Ni60两种涂层,对涂层的组织、显微硬度和耐泥浆冲蚀性进行了研究。结果表明,涂层气孔夹杂越少、致密性越高、涂层中硬质颗粒越细小,分布越均匀,则涂层的显微硬度越高,抗泥浆冲蚀能力越高。在泥浆的冲蚀下,钻头体的失效是由于微切削和冲击疲劳的共同作用造成的,涂层的失效则是由于涂层中的软质相在微切削和冲击疲劳的共同作用下首先被破坏,使硬质相裸露,进而导致硬质相脱落。在本试验的试验条件下,WC-Co涂层的耐泥浆冲蚀性能优于Ni60涂层,使PDC钻头钻头体的耐泥浆冲蚀性提高了5倍以上。     

Cu基、Ni基喷焊层材料的浆体冲蚀性能研究

采用氧乙炔焰粉末喷焊法制备Cu基、Ni基覆层材料及其加入WC陶瓷颗粒的复合覆层材料,用光学显微镜分析覆层材料的显微组织,对覆层材料的浆体冲蚀抗力进行对比研究. 结果表明:不同成分的Ni基覆层材料抗浆体冲蚀性能接近;CuAlNi覆层材料在低冲击角作用下抗浆体冲蚀能力较差,而在高冲击角作用下与Ni基覆层材料抗浆体冲蚀能力相当;NiCrSi B加入WC陶瓷颗粒形成的复合覆层材料的抗浆体冲蚀能力比基体材料有了很大的提高.该文还探讨了覆层材料的浆体冲蚀机理.     

两步沉积法制备Ni/Al2O3复合镀层及其耐磨性能研究

采用两步电化学沉积技术在铜基体上制备Ni/Al2O3复合镀层。用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积Al2O3涂层,用电镀技术在Al2O3涂层中嵌入金属镍,得到具有高Al2O3含量的Ni/Al2O3复合镀层。试验结果表明,两步沉积法能够提高复合镀层中的Al2O3微粒含量,镀层显微硬度及耐磨性能均有提高。     

超音速等离子喷涂Al_2O_3-3%TiO_2涂层的耐磨性能研究

采用超音速等离子喷涂技术制备Al2O3-3%Ti O2涂层,通过单变量实验研究喷涂电流、喷距等工艺参数和不同磨粒磨损条件对涂层磨损质量损失的影响,并与大气等离子喷涂工艺进行对比。结果表明:超音速等离子喷涂制备的Al2O3-3%Ti O2涂层致密,孔隙率小,微裂纹很少且短;涂层组织随喷涂电流的增加更加均匀,表现出磨损质量损失减小,即相对较大电流制备的涂层表现出更好的耐磨性;喷距对涂层磨损率影响不明显;摩擦正压力和磨粒粒度都影响涂层的耐磨性能,粒度影响更显著。相比大气等离子喷涂,超音速等离子喷涂AT3涂层的显微硬度提高50%,在相同工况磨损条件下,耐磨性能为大气等离子喷涂的2~3倍。