涡轮叶尖激光熔覆涂层技术探索

为了探索涡轮叶尖端部型腔涂层的制备工艺,以堆焊用镍基合金焊条加工成的粉末为原材料,分别采用激光熔覆及氩弧堆焊技术,在铸造镍基合金试样表面上制备涂层.结果表明:激光熔覆涂层在成型性上优于堆焊涂层,激光熔覆涂层的组织细小致密,硬度高于堆焊涂层的硬度;在涡轮叶尖上进行激光熔覆涂层工艺探索也获得成功.     

涡轮叶尖激光熔覆涂层技术探索

为了探索涡轮叶尖端部型腔涂层的制备工艺,以堆焊用镍基合金焊条加工成的粉末为原材料,分别采用激光熔覆及氩弧堆焊技术,在铸造镍基合金试样表面上制备涂层.结果表明:激光熔覆涂层在成型性上优于堆焊涂层,激光熔覆涂层的组织细小致密,硬度高于堆焊涂层的硬度;在涡轮叶尖上进行激光熔覆涂层工艺探索也获得成功.     

激光熔覆工艺参数对镍基高温合金成形形貌的影响

激光熔覆成形过程中,工艺参数的选取对熔覆成形质量至关重要,为解决熔覆成形控形难,工艺参数选取,试错实验周期长的问题。采用ANSYS参数化语言APDL建立三维瞬态模型,模拟激光功率、扫描速度、送粉量、光斑直径4个工艺参数对温度和冷却速率的影响,优选出成形质量良好的工艺参数。结合3组实验结果,熔覆层的宽、高、深尺寸及晶相显微组织验证数值模拟的可行性。结果表明：模拟得出的最佳工艺参数为激光功率1400W,扫描速度10mm/s,送粉量1.8r/min,光斑直径2mm。熔覆层的宽、高、深数值模拟尺寸与实验结果一致,且优选的工艺参数成形质量优于对照组的成形质量,这为IN718镍基高温合金激光熔覆成形控形问题提供了很强的参考价值。     

超高速激光熔覆Fe-Cr-B基耐磨涂层工艺优化及性能研究

使用超高速激光熔覆在45钢表面制备了Fe-Cr-B基耐磨涂层。采用正交实验研究了激光功率、扫描速度和送粉速度对单道熔覆层宽高比和裂纹的影响,并研究了搭接率对熔覆层表面质量的影响。结果表明,适宜的工艺参数为：激光功率2 300 W、扫描速度250 mm/s、送粉速度24 g/min、搭接率70%,此工艺参数下涂层硬度在754HV_0.2到831HV_0.2之间(是基体硬度的2.36～2.60倍),在相同条件下铁基涂层的体积磨损量仅为电镀硬铬镀层的3.64%。     

激光熔覆涂层对高锰钢耐磨性能的影响

使用FeCrVSi和Ni+WC涂层粉末,在高锰钢材料表面成功制备了激光熔覆涂层,并对涂层组织形貌、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明,两种涂层均可提升高锰钢基体的耐磨性和显微硬度,FeCrVSi涂层对基材性能的提升更佳,添加FeCrVSi和Ni+WC涂层的材料表面磨损量分别降低9.5%和6.3%,硬度分别为470—550 HV和500—630 HV,高于基体的250 HV,这主要源于合金元素的固溶强化作用和激光熔覆过程的激冷效果。在高应力载荷冲击过程中,涂层为高锰钢提供了第一层防护,以高硬度质点抵抗磨料破坏;同时,表层基材发生塑性变形和强化,产生形变诱导马氏体和栾晶硬化,提供了很高的硬化效应,在协同强化的作用下为高锰钢提供了更高的强度和硬度,提升了其耐磨性能。     

激光熔覆镍基纳米Al2O3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。     

激光熔覆硬质颗粒增强高熵合金复合涂层研究进展

高熵合金因其独特的合金设计理念及优异的综合性能,逐渐成为表面工程领域的热门涂层材料之一,而激光熔覆技术已成为高熵合金涂层制备的主要手段之一．目前,激光熔覆制备的面心立方（FCC）或体心立方（BCC）单相的高熵合金涂层,由于强度-塑性不匹配而导致涂层综合性能不佳,限制了其工程应用．由于硬质颗粒增强FCC结构高熵合金涂层是解决强度?塑性匹配的重要途径,成为国内外学者研究热点之一．重点介绍了直接添加和原位合成硬质颗粒增强高熵合金熔覆涂层的研究现状,分析了硬质颗粒增强高熵合金复合涂层性能的主要影响因素,并对未来硬质颗粒增强高熵合金涂层研究方向进行了展望．      

镍基合金表面激光熔覆钴基合金的显微组织与硬度

采用激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了钴基熔覆层,用SEM,EDS和显微硬度计对熔覆层进行了测试分析.结果表明,用钴基自熔合金粉末所制备的熔覆层表面平整无裂纹、完整性好,熔覆层与基体之间形成良好的冶金结合,熔覆层的显微硬度约为基体硬度的3倍.     

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。     

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。     

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。     

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。     

激光熔覆Ni60和Ni60/SiC涂层磨损性能的研究

采用激光熔覆技术分别在45钢表面制备了Ni60及Ni60/SiC涂层,研究了熔覆层的摩擦磨损和冲蚀磨损性能,并讨论了其磨损机理。研究结果表明:熔覆层的耐摩擦磨损性能和耐冲蚀磨损性能与45钢和Q235钢相比均有大幅的提高。     

热处理温度对Al2O3表面修饰LiNi0.9Co0.1O2正极材料电化学性能的影响

在水溶液体系中, 制备了1%Al₂O₃修饰的镍基正极材料LiNi_0.9Co_0.1O₂, 并研究了热处理温度对正极材料性能的影响。结果表明, 1%Al₂O₃修饰后没有改变正极材料的结构和形貌, 650 ℃热处理后正极材料具有最佳的电化学性能, 首次放电容量为178.4 mAh/g, 库伦效率为82.4%, 0.5C倍率50次循环后的容量保持率为88.1%。     

B_4C含量对Ni-Co/B_4C复合镀层硬度及耐磨性的影响

采用复合电沉积的方法制备出Ni-Co/B4C复合镀层。利用光学显微镜、XRD衍射等方法分析了复合镀层的微观形貌及相结构。结果表明,所制备的Ni-Co/B4C复合镀层均匀致密,基体界面结合良好,B4C颗粒分布均匀,镀态下镀层为晶态结构。研究了镀液中B4C颗粒含量对复合镀层硬度及耐磨性的影响,随着镀液中B4C颗粒含量的增加,Ni-Co/B4C复合镀层的显微硬度和耐磨性能均明显提高。     

ZrO2/B2O3双包覆单晶高镍材料及锂电池性能研究

开发高能量密度、低成本、高安全性和可持续的材料体系,对于锂电池的高质量发展具有重要意义。高镍三元正极材料具有质量能量密度高、倍率性能好、钴含量较低的优点,是长续航动力锂电池的首选,但其存在压实密度低、表面残碱高、高温循环易产气的问题。本文通过采用在不同温度下进行梯次包覆的方法,制备出ZrO₂/B₂O₃双组分包覆的单晶高镍材料（ZrO₂/B₂O₃@SCHN）。同时,对ZrO₂/B₂O₃双包覆单晶高镍材料及其锂电池性能进行了研究。研究结果表明：ZrO₂/B₂O₃@SCHN材料单一颗粒形貌明显,具有良好的层状晶体结构;ZrO₂/B₂O₃@SCHN锂离子软包电芯在45 ℃循环1500次后容量保持率高达85%,此外ZrO₂/B₂O₃@SCHN电芯通过热箱测试（130 ℃,30 min）后未发生破裂、冒烟、着火和爆炸等现象,表现出优异的热安全性。该研究为进一步改善单晶高镍材料的性能提供可靠的实验探索,为高能量密度长循环锂离子电池的研发提供参考。