激光熔覆镍基纳米Al_2O_3复合涂层的组织和摩擦性能

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了镍基纳米Al2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度及摩擦性能测试.结果表明,激光熔覆层的组成相主要为γ(Fe,Ni)、Cr7(B,C)3、Al15Fe4等,熔覆层的显微硬度HV0.3最高达到830,熔覆层与纯铝试件对摩时的磨损机制为粘着,并且随pv值增大时,粘着现象加剧,摩擦因素增大.     

激光熔覆镍基纳米AI2O3复合涂层的组织和摩擦性能

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了镍基纳米AI2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度及摩擦性能测试。结果表明,激光熔覆层的组成相主要为γ（Fe,Ni）、Cr7（B,C）3、Al15Fe4等,熔覆层的显微硬度HV0.3最高达到830,熔覆层与纯铝试件对摩时的磨损机制为粘着,并且随pv值增大时,粘着现象加剧,摩擦因素增大。     

矿用截齿激光熔覆高耐磨颗粒增强铁基复合涂层的性能研究

针对矿用42CrMo截齿的磨损失效形式,采用专门研制的抗磨损合金粉末THPR-50,通过工艺优化激光熔覆制备截齿耐磨涂层,并对其显微组织、合金元素分布、显微硬度、耐蚀和磨损特性进行了研究。结果表明,熔覆层无裂纹及气孔等其它缺陷,并与基体呈冶金结合;热处理后的THPR-50熔覆层耐磨性能优于原始熔覆层的1.8倍、基体的3倍。     

搭接率对激光熔覆TC4合金熔覆层耐腐耐磨性能影响

为了探究多道激光熔覆搭接率对熔覆层耐腐耐磨性能的影响,采用高功率半导体光纤耦合激光器以搭接率为变量制备单层多道熔覆涂层,通过分析不同工艺参数熔覆层和基材的硬度曲线、显微组织、极化曲线、摩擦磨损来判断工艺参数与组织和性能之间的关系。结果发现,激光熔覆可以显著提高TC4合金硬度的同时耐磨性能也要优于基材,熔覆层硬度可以达到500 HV左右,相比于基材的硬度提高约25.7%。对激光熔覆TC4合金来说搭接率的变化对内部相的构成无明显的影响,主要由α相和α′相构成,内部可以看到有原始β相晶粒存在,在晶粒内部马氏体组织相互交错呈网篮结构。与基材相比熔覆层的组织更为细密具有更好的耐蚀性。     

氩弧熔覆制备WC颗粒增强涂层组织及性能研究

采用氩弧熔覆技术, 在45钢表面制备出WC颗粒增强的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD和EDS分析了氩弧熔覆层的显微组织和相组成, 并测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能。结果显示, 熔覆层枝晶中弥散分布WC和W₂C硬质相颗粒, 出现Fe(W)固溶体和M₆C型化合物, 显微硬度最高可达1 277.1 HV0.1, 磨损试验中其磨损量是基体磨损量的1/6, 熔覆层的良好耐磨性能主要得益于未熔的WC颗粒。     

42CrMo表面等离子熔覆层组织与性能研究

采用等离子熔覆技术在42CrMo表面制备耐磨合金层,通过金相显微镜、X射线衍射仪对熔覆层显微组织及物相进行观察分析,采用维氏硬度仪测量熔覆层金属的显微硬度,选用磨损试验机对熔覆层金属耐磨性能进行检测。结果表明:与等离子熔覆制备1Cr13合金层相比,通过等离子熔覆-注入技术制备1Cr13-B4C复合合金层,其熔覆层显微组织晶粒细化,硬度与耐磨性能显著提高。     

钛对激光熔覆Ni_3Si金属间化合物涂层的影响

利用激光熔覆技术合成Ni3Si涂层修复改善高温合金的使用性能,添加合金化元素改善Ni3Si的脆性问题。以镍、硅、钛元素粉末为原料,利用10 k W CO2连续激光器在GH864表面激光熔覆制备Ni-Si金属硅化物复合材料涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计表征熔覆试样的微观组织、相组成和显微硬度。结果表明,熔覆层组织主要由镍固溶体、Ni3Si和Ni3 1Si12组成,随着钛含量的增加涂层组织为镍固溶体和Ni3(Si,Ti)。熔覆层的平均硬度随钛含量的增加而减小,主要是因为钛的添加减小了涂层组织中硬质相的含量。随着钛含量从0增加到9%,涂层合金晶格常数从0.351 00 nm增加到0.353 18 nm。     

TC4表面激光熔覆原位合成Ti_3SiC_2/Ni基涂层的组织与耐磨性能

为研究Ti_3SiC_2/Ni基涂层对钛合金表面组织及耐磨性能的影响,以Ti-Si-C混合粉末和Ni基复合粉末为原料,在Ti-6Al-4V钛合金(TC4)表面激光熔覆原位合成了不同Ni含量的Ti_3SiC_2/Ni基涂层,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等表征分析了涂层显微组织和物相组成,并在室温环境条件下测试其摩擦磨损性能。结果表明,涂层中主要形成树枝状TiC、Ti_3SiC_2/α-Ti共晶组织和γ-Ni相及钛镍间金属化合物。1#(30%Ni+70%Ti-Si-C)、2#(50%Ni+50%Ti-Si-C)和3#涂层(70%Ni+30%Ti-Si-C)的平均显微硬度分别为801.6、942.3、851.4 HV0.1,约是基体(360HV0.1)的2.3～2.6倍;1#、2#和3#涂层的磨损量分别10.4、6.2和9.4mg,均小于基体的磨损量(11.8mg)。其中Ni含量为50%的2#涂层硬度最高且磨损量最少,表现出良好的耐磨性。     

采煤机螺旋滚筒截齿强化技术的研究

针对采煤机截齿在割煤作业过程中出现的上锥部磨损、齿体断裂、截齿变形、合金头脱落等失效问题,对截齿的失效形式和原因进行了分析和研究,采用微弧等离子熔覆强化技术对截齿进行表面强化处理,研究了截齿表面的显微组织、硬度和耐磨性能。研究结果表明,经微弧等离子熔覆强化技术处理的截齿表面硬度提高了38.8%,相对耐磨性能提高了10.36倍,对截齿的性能改善显著,有效延长了截齿的使用寿命。     

掘进机截齿表面合金熔覆强化研究

为强化掘进机截齿表面的力学性能,基于激光熔覆技术提出一种涂层制备工艺,并对表面合金的金相组织、显微硬度和元素相分布等特性进行了研究与分析。通过试验分析可知:涂层与母材之间的结合性良好,涂层晶粒细小,分布均匀;在三相化合物Mo2Ni3Si的作用下,涂层表面在不同磨损量下的显微硬度均保持稳定,且相比母材区提升了20%以上。     

石棉,半金属摩擦材料制动摩擦学行为的研究

在ＭＭ１０００磨损试验机上，对石棉、半金属与钢和铁钴镍碳化钨复合涂层组成的摩擦副进行了制动摩擦磨损试验，重点研究了石棉和半金属摩擦材料的制动摩擦学特性。研究结果表明，半金属比石棉摩擦材料抗热衰退性能和摩擦系数的稳定性好，耐磨性好；制动摩擦系数受到制动压力、速度和转动惯量的影响；在强制动条件下石棉的摩擦系数降低，而半金属的摩擦系数升高。制动后，石棉摩擦材料表面形成富铜集铁和有机物的碳化层；半金属摩擦材料磨损的抗力主要由钢纤维承担，磨损的主要形式为磨粒磨损、氧化磨损和粘着磨损并伴有有机物的分解与碳化     

Ni元素对等离子喷涂铁基涂层组织和摩擦磨损性能的影响

为解决铝合金发动机缸体耐磨性差的问题,采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备了不同Ni含量的铁基涂层(XPT-512-Ni),系统研究金属Ni对铁基涂层组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能的影响。结果表明: XPT-512-Ni系铁基涂层组织主要由铁素体(F)、渗碳体(Fe₃C)以及少量FeO和Ni相组成; 涂层与铝基体形成良好的机械咬合,且涂层孔隙率随着金属Ni的加入而降低; 铁基涂层的硬度随着Ni含量增加而降低; 与XPT-512涂层相比,载荷30 N时XPT-512-30Ni涂层的油润滑磨损率降低了88.41%,10 N时XPT-512-10Ni涂层的干摩擦磨损率降低了81.32%,金属Ni的加入有效改善了等离子喷涂铁基涂层的服役性能,为发动机的轻量化发展提供了借鉴。     

激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉,利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层,考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明,镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主;高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚;随着TiC含量增加,熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显;三体磨损实验结果表明,复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低,表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。     

热处理对HVOF WC-17Co涂层组织结构及耐磨性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在42CrMo钢表面制备了硬质WC-17Co耐磨涂层,分别在500,700,900,1 100 ℃保温1 h进行热处理,进而研究了热处理温度对涂层微观组织、相组成、硬度以及耐磨性能的影响。实验结果表明：随着热处理温度的升高,W2C相逐渐减少而非晶态的Co发生再结晶生成Co3W3C和Co6W6C;硬度呈现先升高后降低的趋势,700 ℃热处理后,WC硬质相增多,硬度最高;喷涂态WC-17Co涂层的耐磨性较差,900 ℃热处理后,析出的Co6W6C细小且弥散均匀分布,涂层的磨损量最小、耐磨性最好。     

改性高耐磨锰钢耐磨性及其冲击磨料磨损行为的研究

通过动载荷冲击磨料磨损试验及磨损后磨面硬度测量,运用扫描电子显微镜SEM和透射电镜(TEM)观察磨损表面形貌和磨损亚表层组织,研究了超高锰钢的耐磨性和冲击磨料磨损行为。研究结果表明,磨损60min时,低冲击功磨料磨损条件下,改性高耐磨锰钢的耐磨性比ZGMn13钢有显著提高,磨面硬度随着时间的延长而缓慢增加。而高冲击功时的耐磨性是ZGMn13钢的1.5倍,磨面硬度在短时间内达到HB440左右。其磨损亚表层的TEM组织主要由高密度位错、变形带组成,且微晶与非晶镶嵌分布。依据实际工况条件,加工硬化和冲击韧性适当配合的超高锰钢耐磨性良好。     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

CMT堆焊巴氏合金堆焊层组织及力学性能

采用冷金属过渡(CMT)技术在20钢表面制备了巴氏合金堆焊层，利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机分别对堆焊层的金相形貌、物相组成、显微组织、元素分布、硬度和摩擦因数进行测试。结果表明，巴氏合金堆焊层的相结构并未发生变化，由硬质点SnSb相、Cu₆Sn₅相和软基体α-Sn相组成；由于热输入的降低，巴氏合金堆焊层的冷却速率提高，堆焊层晶粒明显细化，硬度约为40HV_0.1,远高于铸造巴氏合金；由于显微硬度升高，巴氏合金堆焊层的摩擦因数和比磨损率均降低，分别为0.31和1.38×10^-5 mm³/(N·m);巴氏合金堆焊层的磨损机理为磨粒磨损。CMT堆焊技术可有效提升巴氏合金的硬度和耐磨性。     

自润滑衬垫磨损表面润滑覆盖层的形成及其性质

在基体树脂中添加有纳米颗粒,用浸渍的方法制备了Kevlar/PTFE织物型自润滑衬垫,并在MM-200磨损试验机上,对所制备的衬垫进行摩擦磨损试验,通过扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面进行观测,并应用EDS对润滑覆盖层进行了成分分析。研究结果表明,衬垫磨损表面润滑覆盖层的形成过程及其性质对衬垫的摩擦磨损性能有重要的影响,纳米添加颗粒参与到润滑覆盖层的形成过程,并对其形成过程和性质产生影响。     

TC4钛合金表面微弧氧化陶瓷涂层的摩擦学行为

在硅酸盐体系碱性溶液中,采用交流微弧氧化法在TC4钛合金基体上制备出氧化物陶瓷膜,并通过X射线衍射、扫描电镜分析了膜层的物相组成、微观结构和显微形貌。用HIT-2型球-盘摩擦磨损试验机对其耐磨性能进行了测试,分析陶瓷涂层的摩擦学行为。结果表明:微弧氧化陶瓷膜层同GCr15对摩钢球干摩擦时的摩擦系数仅为0.09左右,表面的磨损痕迹较轻微,磨损量较少,其磨损机制主要是磨粒磨损与黏着磨损;且由于在磨损过程中对摩材料转移到微弧氧化陶瓷层表面,在磨损后期呈现钢-钢对磨的规律;微弧氧化技术能够改善TC4钛合金基体的表面耐磨性。     

热喷涂TiC-NiCr涂层的磨损行为及机理

采用超音速火焰喷涂工艺制备得到了新型TiC-30NiCr涂层,系统地表征分析了涂层的相结构、显微组织和摩擦磨损行为,并与传统的WC-CoCr涂层进行了耐磨损性能的比较。研究发现,热喷涂过程中TiC脱碳转变为了Ti8C5相,绝大部分Cr固溶于Ni相中。在往复摩擦过程中,单质态Cr在摩擦热作用下发生了氧化,同时有少量的氮化硅摩擦副的磨屑嵌入了Ni(Cr)粘结相中。在摩擦应力作用下,层片间疲劳裂纹的扩展、碳化钛和Ni(Cr)相界面的开裂是导致TiC-NiCr涂层发生大块材料剥落的主要原因。虽然与传统WC-CoCr涂层相比,制备的TiC-NiCr涂层的硬度和耐磨性均较低,但其在要求成本低、对环境有好、同时具有较好耐磨性的工况环境中将具有重要的应用前景。