铸钢材料电火花表面沉积WC-4Co涂层的组织与性能

采用电火花沉积工艺,在铸钢表面制备了WC-4Co沉积涂层,采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等对沉积层的相结构、显微组织、显微硬度及耐磨性能进行了分析.结果表明:沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、W2C、Fe7W6等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,Fe7W6、W2C等硬质相弥散分布于沉积层中,部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸;沉积层的平均硬度为1517HV0.3,约是基体硬度(502 HV0.3)的3倍;其耐磨性能比基体提高了2.4倍;沉积层的主要磨损机制为疲劳磨损,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度以及耐磨性能提高的主要因素.     

铸钢表面电火花沉积层摩擦磨损性能

采用新型电火花沉积设备,把WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究了沉积层的物相、微观组织结构、元素分布、显微硬度及室温高温耐磨性能及磨损机理。结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层出现一些柱状晶和树枝状晶组织结构,沉积层中细小的Fe3W3C和Co3W3C等硬质相颗粒弥散分布于Fe2C基体上。沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV;室温下沉积层的耐磨性和300℃高温条件下沉积的耐磨性分别比同样条件下铸钢材料的磨损性能提高了2.5倍和3.4倍;不论室温还是300℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素。     

铸钢0Cr13Ni5Mo表面电火花沉积YG8涂层的组织和性能

采用新型电火花设备在铸钢表面制备了YG8涂层,采用SEM、XRD技术研究其微观组织和耐磨性能。结果表明:沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、Fe3Mo3C、WC1 x和Fe7W6C等相组成;沉积层与基体冶金结合,细晶碳化物相弥散分布在沉积层中,能提高沉积层的硬度,平均硬度为1 896.8HV,比基体硬度提高了5倍;沉积层磨损性能是基体的3.4倍,沉积层磨损机理主要是粘着磨损、颗粒磨损和氧化磨损的综合作用;沉积时骤热骤冷过程中形成的细晶粒硬质相是提高沉积层硬度和耐磨性的主要因素。     

铸钢轧辊电火花沉积WC-4Co涂层组织和性能分析

采用新型电火花沉积设备,把陶瓷WC-4Co电极材料沉积在铸钢轧辊材料上,制备了WC-4Co沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能.结果表明,沉积层主要由Fe3W3C,Co3W3C,Fe和SiC等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层组织主要是柱状晶结构组织;Fe3W3C和Co3W3C等硬质相弥散分布于沉积层Fe基体上,部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸;沉积层硬度的平均硬度为1617.2HV;沉积层较铸钢轧辊的磨损性能提高了2.1倍,沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素.     

电火花沉积与激光熔覆复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆工艺和电火花沉积工艺在Q235钢上熔覆铁基合金粉末和WC陶瓷硬质合金,形成复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等对复合涂层的相结构、显微组织、显微硬度及耐磨性能进行了分析.结果表明:复合涂层主要是由Fe3W3C、Co3W3C、Si2W、W2C和(Fe0.51Mn0.46 Ni0.03)6C等相组成;复合涂层与基体呈冶金结合,复合涂层中电火花区域中细小的硬质相弥散分布于沉积层中;复合涂层的厚度为140～160 μm,其中电火花沉积区域约为40μm,激光熔覆工艺的涂层厚度为100～120 μm;电火花沉积层的硬度最高可达1262.9 HV,平均硬度为1151.6 HV,电火花沉积区域与激光熔覆区域之间的过渡区域的显微硬度为884.8 HV,激光熔覆区域的显微硬度平均值为578.3 HV;复合涂层的耐磨性较基体耐磨性提高2.3倍,强化层的磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损.     

球墨铸铁轧辊电火花沉积层组织结构和性能

采用电火花沉积方法将YG8电极材料沉积在球墨铸铁轧辊材料上,制备了WC沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能.结果表明:沉积层主要由Fe_3W_3C、Co_3W_3C、W_2C和Fe_7W_6等相组成,沉积层与基体呈冶金结合,Fe_7W_6、W_2C等硬质相弥散分布于沉积层中,部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸;沉积层硬度分布不均匀,平均硬度为1759 HV0.3;沉积层具有优异的耐磨性,其磨损性能是基体的3.7倍;沉积层的磨损机理以粘着磨损和疲劳磨损为主,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度以及耐磨性提高的主要因素.     

铸钢轧辊亚微米WC-4Co电火花沉积涂层高温性能

用新型电火花沉积设备,把WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢轧辊材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM和XRD等技术研究了沉积层在300 ℃的高温耐磨性和800 ℃高温氧化100 h后氧化膜形貌、组织结构和高温抗氧化性能.结果表明,沉积层厚度为20～30 μm,沉积层由Fe3W3C,Co3W3C,Si2W和W2C等物相组成.300 ℃高温条件下沉积层的耐磨性比基体提高了3.4倍,300 ℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用.800 ℃高温条件下沉积层氧化100 h后的氧化膜的厚度约为10～20 μm;氧化膜主要由Fe3O4,Fe2O3,W20O58和Si物相组成;800 ℃高温下沉积层抗氧化性能比基体的抗氧化性能提高了2.6倍.细小弥散分布的硬质相提高了沉积层的抗高温磨损性能和抗高温氧化性能.     

超音频感应熔覆镍基合金涂层组织及耐磨性能

利用超音频感应熔覆技术在Q235钢表面制备了厚度超过5.5 mm的镍基合金涂层,借助SEM/EDS、XRD、显微硬度计和球盘式摩擦磨损试验机研究了涂层微观组织结构、显微硬度分布及耐磨性能。结果表明,涂层主要由γ-Ni,γ-Ni/Ni3Si,硼化物Cr B和碳化物Cr7C3组成;涂层显微硬度呈现梯度分布,平均硬度为795 HV0.2,近4倍于基体硬度;涂层相对耐磨性能为基体的5.77倍;基体的磨损机制主要为严重的磨粒磨损,涂层的主要磨损机制为轻微粘着磨损,涂层中均匀分布大量的硬质相是耐磨性能显著提高的主要原因。     

电火花沉积WC-4Co复合层界面行为

采用新型电火花沉积设备,将亚微米WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备电火花沉积合金涂层,利用SEM和XRD等技术研究沉积层与基体间的界面行为,分析沉积层的表面润湿性、物相形成机理、微观组织结构、界面元素分布、界面结合机理和显微硬度变化等。结果表明:电火花沉积技术可以在金属基体表面制造出微纳米非晶高熔点强化层。铸钢表面沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C、Si2W和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层中出现一些柱状晶和等轴晶的组织结构,沉积层中细小的Fe2C和Si2W等硬质相颗粒弥散分布于Fe3W3C和Co3W3C沉积层上。沉积层的厚度大于20μm,沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV,细小弥散分布的硬质相是沉积层硬度提高的主要因素。     

H13钢表面电火花沉积WC涂层

利用DZ-4000(Ⅲ)型电火花沉积/堆焊机,以WC为电极材料,采用氩气为保护气对H13钢基体进行了电火花表面强化.利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪和显微硬度计等对沉积层的成分、组织、硬度和表面粗糙度进行了研究.结果表明,利用电火花沉积工艺可获得组织均匀、致密,且与基体呈冶金结合的沉积层,沉积层平均厚度约60μm.沉积层主要由Fe3W3C、(CrFe)7C3和W2C等相组成.沉积层的平均显微硬度为1321.4 HV0.05,约为基体硬度的3倍.     

铸铝ZL109激光合金化层的组织和性能研究

采用１０ｋＷ连续横流ＣＯ２激光器在铸造铝硅合金基底上成功地制备了表面合金化（ＬＳＡ）改性层。通过ＳＥＭ、ＴＥＭ分析、显微硬度测试及耐磨性对比试验,研究了ＬＳＡ改性涂层的显微组织结构、相组成和改性效果。结果表明：合金化涂层由γＮｉ（Ｃｒ,Ｆｅ）基体相、Ｎｉ３Ａｌ相、Ｔ（Ａｌ,Ｆｅ,Ｓｉ）相、Ｃｒ／Ｂ相、Ｃｒ２３Ｃ６相等组成,改性层的平均显微硬度为３１０～３６０ＨＶ０．０１,是基底材料的３倍以上。在不同的测试负荷下,ＬＳＡ改性层的耐磨性均比基底材料有很大的提高,相对耐磨性达１０～１２倍。另外,结合表面磨损形貌分析了ＬＳＡ改性层的磨损机理     

截齿表面感应熔覆WC增强Fe基熔覆层的研究

采用高频感应熔覆技术在采煤机截齿前端表面制备高耐磨的WC增强Fe基熔覆层,结果表明:熔覆层与基体为冶金结合,组织主要为奥氏体、鱼骨状共晶体及少量WC,增强相由(Cr,Fe)7C3,WC,Fe3 W3C及Fe3C等组成,熔覆层厚度约2 mm,硬度达63.6HRC,显微硬度平均值为1 007.9HV0.3,耐磨性为基体的4...     

启闭机活塞杆表面超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的性能

采用超音速火焰热喷涂技术在启闭机活塞杆材料40Cr钢表面制备WC-10Co-4Cr涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段对涂层的基本性能进行了研究并与基材的性能进行了对比分析。结果表明:涂层的显微硬度为1 330HV0.3是基体的3.9倍,摩擦因数小于基体,其耐磨性能达到基体的145倍,涂层的耐腐蚀性能较基体也有大幅提高,并且涂层致密度高孔隙率低于0.45%,与基体之间的结合强度高于70.37MPa。将涂层应用于活塞杆表面可以大幅提高其表面性能,特别是耐磨性能及耐腐蚀性能,使得活塞杆的使用寿命提高为常用电镀铬的3倍以上。     

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。     

Influence of Pulse Electrodeposition and Heat Treatment on Microstructure,Tribological, and Corrosion Behavior of Nano-Grain Size Co-W Coatings

In the present study, Co-W nano-structured alloy coatings are produced on low-carbon steel substrate by means of pulse electrodeposition from a citrate-based bath under different average current densities and duty cycles. The results indicate that the coating deposited under 60% of duty cycle and 1 A/dm² of average current density exhibit optimum pulse plating conditions with 44.38 wt.% W, 37 nm grain size, and 758 HV microhardness. The effect of heat treatment temperature on microstructure, composition, corrosion behavior, and morphology of amorphous deposited Co-W alloy with 44 wt.% W was investigated. The microhardness of the coating increased to 1052 HV after heat treatment at 600 °C, which is due to the formation of Co₃W and CoWO₄ phases in the deposit. Furthermore, the coatings heat-treated at 600 °C had lower friction coefficients and better wear resistance under various loads than before heating.     

Ti6Al4V合金表面氩弧熔覆原位合成TiC-TiB2增强钛基复合涂层组织与耐磨性

以B4C和Ni60A粉末为预涂材料,采用氩弧熔覆技术,在Ti6Al4V合金表面原位合成TiC与TiB₂增强相增强钛基复合材料涂层.运用XRD,SEM等分析手段研究了复合涂层的显微组织,利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度并用磨损试验机分析了其在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能.结果表明,熔覆层组织主要由TiC和TiB₂组成,TiC颗粒和TiB₂颗粒弥散分布在基体上,TiC颗粒的尺寸为2~3μm,而呈长条状的TiB₂颗粒尺寸为3~5μm.显微硬度和耐磨性测试结果表明,该复合涂层显微维氏硬度高达1200MPa左右,复合涂层的耐磨性能比Ti6Al4V基体提高约20倍.     

Mechanical Properties of WC-8Co Wear- Resistant Coating on Pump Impellers Surface by Electro- Spark

为了增强水泵过流部件表面抗气蚀、磨蚀的能力,采用电火花表面熔覆技术,结合独创螺旋往复式加工方法,在水泵叶轮常用材料1Cr18Ni9Ti表面制备了WC-8Co熔覆层。结合扫描电镜、显微硬度测量仪和摩擦磨损试验机分析了熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明,熔覆层组织均匀、连续、致密,没有明显的裂纹和孔洞,熔覆层和基体材料没有明显的分界线,呈冶金结合;熔覆层的显微硬度HV0.3最大值达到18 920 MPa,平均硬度值为17 950 MPa,比水泵基体材料硬度（2600 MPa）提高了近6倍; 熔覆层的耐磨性是水泵基体材料的3.75倍,熔覆层的磨损机理主要是黏着磨损和磨粒磨损。     

添加CeO2对铝合金表面激光熔覆铝钛熔覆层性能的影响

利用激光熔覆技术,研究稀土氧化物CeO₂的添加对铝钛复合熔覆层性能的影响。首先分析了搭接率对熔覆层微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响,然后在40%搭接率的条件下,研究了CeO₂的添加量对熔覆层性能的影响。结果显示,当搭接率为40%时熔覆层的各项性能最佳,显微硬度为284.82 HV0.3,相比基体提高了106%;摩擦因数为0.440,相比基体降低了32%;磨损率也降到了0.0105 mm³·N^-1·m^-1;CeO₂的添加使晶粒得到了细化,熔覆层的显微硬度和耐磨性都得了很大程度的提升,当CeO₂的添加量为8%时,熔覆层整体性能最佳,显微硬度为305.58 HV0.3,相比未添加CeO₂的情况下又提高了7.3%;摩擦因数与未添加前相差不大,但磨损率仅有0.0087 mm³·N^-1·m^-1,相比未添加CeO₂的情况下又降低了17%。     

含碳化物陶瓷粉芯丝材电弧喷涂层的结构和性能

分别将WC、TiC、Cr3C2等碳化物陶瓷粉末与304不锈钢带轧制成3种粉芯丝材,采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备铁基复合涂层.利用光学显微镜、SEM、XRD对3种涂层的形貌、相组成和磨损表面进行分析,并用湿砂橡胶轮磨损试验机(MLS-225)测试了涂层的抗磨粒磨损性能.结果表明,碳化物陶瓷粉末的加入使涂层的硬度和耐磨性显著提高,涂层的平均显微硬度值高达1100～1200 HV0.1.在本试验条件下,铁基复合涂层的耐磨性比Q235钢高6～18倍.塑性微切削和脆性剥落为涂层的主要磨粒磨损形式.     

超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层的结构及冲蚀磨损机理

目的改善流体机械部件的耐冲蚀磨损性能。方法采用超音速等离子喷涂(Supersonic Plasma Spraying)系统制备NiCr-Cr_3C_2涂层,通过X射线衍射仪(XRD)分析了喷涂粉末和涂层的物相结构。采用扫描电子显微镜(SEM)及配套的能谱分析仪(EDS)观察和分析了涂层的微观形貌及化学成分。采用透射电子显微镜(TEM)从超微观角度分析了涂层的晶粒结构。采用Image J2x孔隙率计算软件测定了涂层的孔隙率。采用显微硬度仪、纳米压痕仪及万能拉伸试验机分别测定了涂层的显微硬度、弹性模量和结合强度。采用动载磨料试验机进行了冲蚀试验,冲蚀角度为90°,砂浆比为5:8,冲蚀时间为3 h。结果获得的超音速等离子喷涂Ni Cr-Cr_3C_2涂层主要含有NiCr、Cr_3C_2、Cr_7C_3等物相,至少含有单晶、纳米晶、过渡区三个区域。涂层的显微硬度值为911HV0.3,约为基体的3倍,孔隙率为1.4%,结合强度为66 MPa,弹性模量为215.3 GPa。在90°攻角下,涂层的冲蚀磨损失效以疲劳剥落磨损为主。结论用超音速等离子喷涂系统在基体表面制备的Ni Cr-Cr_3C_2涂层具有较好的耐冲蚀磨损性能。