钛合金表面激光熔覆TiC复合涂层显微组织的研究

采用HL-5000型横流CO2激光加工机,在TC4钛合金表面制备了表面较平整、较细密、基本消除了裂纹与孔隙并与基体呈冶金结合的TiC复合涂层。通过SEM、EDAX、XRD、HXD分析了熔覆层的显微组织、成分、物相．测试了激光熔覆层的显微硬度。结果表明,激光熔覆制备的TiC复合涂层与基体呈冶金结合,涂层中有大量小块状、针状TiC颗粒和TiC树枝晶。激光熔覆层由TiC、γ—Ni、TiB2、CrB、Ni3B等相组成。熔覆层的显微硬度平均值约为950HV0.1。     

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。     

Ni60-TiO_2-Al-B_4C-C合金激光熔覆涂层的组织及性能

以Ni60、TiO2、B4C、C、Al粉为原料,利用激光熔覆技术在45#号钢表面原位合成制备了TiC/TiB2增强的复合涂层,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计对涂层组织进行测试分析。结果表明:复合涂层内部无裂纹、气孔等缺陷,与基体呈冶金结合;其主要物相为Ni3(Al,Ti)、TiC、TiB2、(Fe,Cr)7C3和α-Fe;激光熔覆过程中原位合成的块状TiC和六边形状TiB2增强相弥散分布在复合涂层中,明显提高了熔覆层显微硬度;涂层显微硬度呈梯度分布,最大可达767Hv0.2,约为基材显微硬度的3倍。     

矿用滑靴40CrNi2Si2MoVA激光熔覆涂层的性能研究*

为了提升平滑靴的使用寿命,采用长边单向、短边单向、长边双向和短边双向4种扫描方式在平滑靴基体上制备40CrNi2Si2MoVA涂层,研究其宏观形貌、微观组织、硬度、耐磨性,并通过现场上机实验对不同涂层的平滑靴综合使用寿命进行评估。结果表明：4种扫描方法制备的熔覆层与基体均有良好的冶金结合,表面无比较明显的气孔以及裂纹;熔覆层微观组织主要由胞状晶、树枝晶、柱状晶、等轴晶组成;采用长边单向扫描时,熔覆层的晶粒更加致密,质量最好,采用单向扫描时熔覆层的显微硬度高于双向扫描时的显微硬度,采用短边单向扫描时熔覆层耐磨性有着很明显的优势。上机实验表明,40CrNi2Si2MoVA涂层对平滑靴的使用寿命有着很大的提升。     

工艺参数对Cr12MoV表面激光熔覆M2高速钢高硬度涂层的影响

为增强轧辊表面硬度以提升轧辊工作寿命，采用1 kW光纤激光器在Cr12MoV表面制备M2高速钢熔覆层，探索最优激光工艺参数。通过着色探伤剂、X射线衍射仪及显微硬度仪，对不同激光功率和扫描速度下的熔覆层显微组织、成分、物相、硬度进行检测分析。结果表明：激光功率对熔覆层表面成形质量影响较大，扫描速度对其影响不明显；随激光功率增加，熔覆层表面平整度增强，裂纹数量降低，熔覆层组织成分分布越均匀，晶界偏析现象减弱，枝晶组织逐渐粗大，熔覆层显微硬度降低；熔覆层主要由Martensite、Austensite、Fe-Cr、MC、M2C相组成，熔覆层内的组织主要是树枝晶和胞状晶，MC、M2C等硬质相弥散分布在组织内；激光功率为1 000 W，扫描速度为180 mm/min时，熔覆层表面无裂纹，最大显微硬度为1 092HV0.2，是基体的2.63倍，满足工业性能需求。     

激光熔覆Fe/(Ti,W)C复合材料的研究

采用CO2激光加工成套设备在45#钢板表面熔覆Fe基涂层和Fe/(Ti,W)C金属陶瓷复合涂层。研究了加入(Ti,W)C对涂层相结构、组织、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明,Fe基熔覆层主要组成相为马氏体相,显微组织主要由均匀细小的树枝晶组成;而Fe/(Ti,W)C复合涂层主要由马氏体和(Ti,W)C两种相组成,显微组织主要为花瓣状组织,加入(Ti,W)C颗粒对熔覆层组织有明显影响;熔覆层显微硬度由HV0.2 670提升至HV0.2 900;耐磨性能也有显著提升。     

交变磁场对激光熔覆铁基复合涂层宏观形貌的影响及其微观组织演变

通过特殊设计的电路及作用线圈制作了交变磁场发生装置,并用其研究了不同磁场强度对激光熔覆铁基涂层宏观形貌和显微组织的影响。基于电磁学及金属凝固原理,揭示了激光熔覆涂层的固化过程和磁场诱发熔覆涂层柱状树枝晶向等轴晶转变的主要机制。实验结果表明:在交变磁场作用下,熔池金属液表面产生的趋肤效应和交变电磁力使凝固后熔覆层的表面形态呈波浪式,熔高和横截面积均随磁场电流的增加而减小,但熔宽变化不大。熔池内部产生的电磁力驱动熔体流动使树枝晶熔蚀和机械折断,游离的破碎枝晶成为新的形核核心,增加了形核率,从而促使熔覆层顶部组织由树枝晶向等轴晶转变。随着磁场电流的增加,等轴晶区扩大,但涂层底部的组织变化不明显。     

TiC+TiB_2颗粒增强Fe基激光熔覆层的组织与性能研究

采用钛铁、碳化硼、铁粉等组分,利用激光熔覆技术制备原位自生TiC+TiB2颗粒增强Fe基熔覆层。利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针及显微硬度计,研究了熔覆层的显微组织与性能。研究结果表明,激光熔覆层于低碳钢基体呈冶金结合,熔覆层致密、无孔隙。原位生成的块状或花瓣状的TiC和条状TiB2均匀的分布在基体中,熔覆层具有较好的硬度和良好的耐磨性。     

热处理前后镍基高温合金激光熔覆层的组织和力学性能

在GH4169高温合金板表面制备了GH4169合金激光熔覆层,然后对其进行了完全热处理、980STA热处理和双时效热处理,对热处理前后熔覆层的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:热处理前,熔覆层的顶部为等轴晶,中部和底部为树枝晶和等轴晶的混合形态;热处理后,熔覆层中粗大的树枝晶组织有不同程度的细化,熔覆层的显微硬度和抗拉强度显著提高;完全热处理后,熔覆层的断裂形式主要为韧性断裂,980STA热处理和双时效热处理后,断裂形式为韧性断裂和脆性断裂共存的混合型断裂。     

45#钢表面激光熔覆梯度涂层的组织及性能

在45#钢表面激光熔覆梯度涂层,其中底层材料分别为Ni60A和Fe基合金粉末,上层材料自熔性镍基碳化钨粉末,使用洛氏硬度计、蔡司高级金相显微镜和显微硬度计对比分析熔覆层的组织及性能。结果表明:当Ni60A粉末作为底层材料时,熔覆层宏观表面相对平整光滑,平均洛氏硬度是基体(HRC:22)的2.5倍,熔覆层厚度均匀且熔池深度基本保持不变,第一道与最后一道熔覆层的高度差仅为0.10mm,当Fe基合金粉末作为底层材料时,高度差0.28mm;熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,沿熔覆层与基体交界处向外晶粒呈现枝状晶到等轴晶,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固;熔覆层上层显微硬度分布均匀,约是基体的3倍。激光熔覆梯度涂层材料且上层材料为自熔性镍基碳化钨粉末时,底层材料选择Ni60A粉末,得到的涂层成形质量更佳。