超高速激光熔覆技术绿色制造耐蚀抗磨涂层

针对高端制造行业对绿色制造耐磨抗蚀涂层的高需求,对比分析了国内外超高速激光熔覆装备发展情况,着重介绍了自主研发的超高速激光熔覆设备.采用自主研发的超高速激光熔覆装备,分别进行了单道和多道熔覆的涂层试验,利用扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和电化学工作站对涂层的界面质量、微观形貌和组织、力学性能以及耐蚀性能进行了系统的研究,同时与其他类型涂层做了横向对比分析.研究结果表明:超高速激光熔覆技术的加工效率高,可制备涂层种类多,适合工程化推广应用;制备的涂层表面成形好,内部组织结构致密无缺陷,与基体结合强度高,力学性能和耐蚀性能优异,能够满足高端装备关重件表面强化和功能化等众多需求.     

截齿镍基钴包碳化钨激光熔覆涂层磨损性能研究

为解决掘进机截齿的磨损失效问题, 在截齿表面激光熔覆高耐磨的镍基(Ni)钴包碳化钨(WC-Co)涂层。以42CrMo钢为基体, Ni60B商用粉末为粘结相, 纳米WC-Co为增强相, 激光熔覆获得WC-Co陶瓷颗粒增强Ni基复合涂层。利用MM200环块磨损试验机, 测试熔覆涂层在干摩擦和水摩擦环境下的耐磨性能。采用显微硬度计测量涂层磨损前后的表面硬度, 电子扫描显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等观察熔覆涂层磨损前后的显微组织结构和成分变化。结果表明, 激光熔覆涂层可以提高截齿的耐磨性能, 磨损后熔覆层中的细小析出相起到了弥散强化作用, 熔覆层的表面显微硬度提高了10%。相同磨损条件下, 干磨损涂层硬度高于水磨损涂层硬度。     

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Ni包铸造碳化钨提高材料的耐磨性

在激光熔覆金属陶瓷层中,陶瓷相的组织结构特征及分布状态在很大程度上影响着金属陶瓷层的性能。分别利用镍包铸造碳化钨颗粒和铸造碳化钨颗粒进行激光熔覆,对两种涂层进行对比,并对镍包碳化钨涂层的耐磨性及影响因素进行研究。研究结果表明,镍包铸造碳化钨颗粒涂层的质量良好,无裂纹,在Al2O3磨粒干磨损条件下耐磨性比基体提高3-16倍。     

激光熔覆工艺参数对高速钢涂层性能的影响

通过激光熔覆技术,在316L不锈钢表面制备了高速钢涂层。研究了送粉速度和扫描间距(搭接率)对熔覆层性能的影响。结果表明,在送粉速度0.4 r/min、扫描间距0.9 mm时,熔覆层性能较佳。熔覆层表面平滑,无球化缺陷,与基体之间冶金结合良好; 熔覆层内部组织紧密,无气孔和浮渣等缺陷。熔覆层组织结构从下至上依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。熔覆层由α-Fe和碳化物组成,且碳化物分布均匀,无明显偏析。熔覆层平均硬度为基体的3.68倍。熔覆层动摩擦系数分布曲线波动小,明显低于基体动摩擦系数。     

激光熔覆制备高端液压支架表面涂层过程中显微气孔的研究

根据当前煤矿机械化开采的发展趋势以及综采工作面安全高效的生产要求,激光熔覆制备高端液压支架的应用日益增多。针对制备过程中涂层表面出现的气孔问题进行研究,通过金相显微镜观察到涂层表面存在4种典型的显微气孔形貌,分析了形成原因。对涂层进行了硬度测试和盐雾腐蚀实验,研究了显微气孔对性能的影响,最后提出了减少气孔的措施,以提高激光熔覆制备高端液压支架表面涂层的质量。     

钛合金及钢表面激光熔覆涂层的研究进展

简要介绍了涂层技术的工作原理及特点,重点阐述了钛合金及钢基体表面激光熔覆涂层的研究现状及进展,具体对宇航用钛合金、生物医用钛合金,以及不锈钢、模具钢进行了总结概括.     

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。     

激光熔覆沉积制备原位增强相钛基复合材料

利用激光熔覆沉积技术在钛合金表面直接制备原位增强相钛基复合材料,对所制备的材料进行微观组织、相组成及显微硬度分析测试.结果表明,在激光熔覆沉积过程中,Ti粉和B4C颗粒发生原位反应,生成与基体界面结合良好的TiC和TiB增强相,TiC多为树枝状或等轴状,TiB迅为短纤维状,复合材料中同时有大量未反应的B4C颗粒存在,所制备的钛基复合材料具有较高的硬度.     

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.     

等离子熔覆涂层截齿的实验研究

利用等离子熔覆工艺 ,在钢基表面熔覆了一层Ni6 0A合金 ,获得了与基体呈冶金结合的涂层 ,熔覆涂层组织由大量的树枝晶组成。这种树枝晶是由高强韧性的镍基固溶体及其上弥散分布的大量硬质相构成。熔覆涂层的高硬度及大量起到耐磨骨架作用的树枝晶 ,使熔覆涂层具有较高的耐磨性。     

影响激光熔覆层质量因素的研究

运用先进激光熔覆新技术对液压支架表层进行强化处理,对影响液压支架表面激光熔覆层质量的因素进行实验研究分析。结果表明:激光器功率、激光熔覆扫描速度、搭接率、熔覆材料等因素都对激光熔覆层的成型性、耐腐蚀性能及内部组织结构等性能有影响,并结合液压支架激光熔覆实际工业应用情况,指出提高激光熔覆层质量的措施及方法。     

MATLAB在激光涂层零件性能分析与预测中的应用

制备了自熔合金粉末激光熔覆涂层试件,在多次撞击疲劳试验机上进行了多冲试验。在MATLAB环境中建立了激光涂层零件多冲性能分析的BP神经网络模型,并用因素分析法分析得到应力水平比涂层厚度对涂层零件的多冲性能影响更大。同时,在MATLAB环境中建立了激光涂层性能预测界面,用该界面可以实现对激光涂层零件多冲性能的预测。     

等离子喷涂制备的ZrSiO4陶瓷涂层性能的研究

采用等离子喷涂工艺制备的ZrSiO4／NiCr涂层与基材结合良好，涂层致密；ZrSiO4涂层主要由ZrO2基体相和SiO2相组成，SiO2组元比较均匀地分布在ZrO2基体相中．ZrSiO4涂层的硬度为HRC50～55．ZrSiO4／NiCr涂层的抗热震性能优于ZrSiO4/Ni-Al涂层及ZrSiO4涂层，ZrSiO4／NiCr涂层能够承爱热冲击作用而不发生涂层自基体表面剥落．ZrSiO4／NiCr涂层具有很好的抗熔融金属(锌与铝)热腐蚀的性能．     

钛合金基体/含纳米Ni粉陶瓷涂层界面反应的研究

采用涂料流涂法在钛合金表面制备了含纳米镍粉的高温陶瓷涂层。通过金相观察、扫描电镜以及能谱分析, 研究了真空热处理对含纳米Ni粉高温陶瓷涂层组织结构的影响, 讨论了钛合金基体/含纳米Ni粉陶瓷涂层界面元素的扩散规律。结果表明, 在900 ℃下, 涂层中主要元素Si向金属基体扩散, 而基体中的Ti元素向涂层扩散, 在涂层一侧的界面处形成Ti₅Si₃化合物层; 同时涂层中的Al元素向金属基体扩散, 在基体一侧的界面处形成Ti₃Al化合物层; 并随着扩散时间的延长, 界面处两中间化合物层增厚。     

激光熔覆技术在液压支架修复工艺中的应用

为确保液压支架立柱表面损伤修复效果,对激光熔覆材料的优化配比进行测试与研究。以不同浓度的聚乙烯醇溶液为粘结剂,以不同质量分数的Ni、 Mo、 Si、 Cr粉末为熔覆金属,对划伤的立柱表面进行激光熔覆处理,得出熔覆原料对立柱表面修复效果的影响规律。研究结果表明:5%浓度的粘结剂可细化晶粒尺寸,受溢出气体的影响较小,使得熔覆表面薄厚均匀、形状规则;当Mo与Si元素的含量相等时,可确保激光熔覆表面具有适中的强度、耐磨性和耐腐蚀性能。     

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%。     

纳米金属镍粉/超细陶瓷涂层材料的研究

在超细陶瓷涂料中分别添加了不同含量的纳米金属镍粉,用扫描电镜观察了纳米金属/超细陶瓷涂料中纳米颗粒的尺寸和微观形貌以及在涂层中的分布情况;通过摩擦实验评价了涂层的耐磨损性能。结果表明:合理控制各工艺过程,用流涂法获得了纳米镍粉/超细高温无机陶瓷涂层,涂层中的纳米颗粒趋于靠近涂层/基体界面处分布;在900℃保温过程中,涂层中纳米颗粒没有明显长大;添加纳米金属镍粉可以明显提高涂层的耐磨损性能,随纳米镍粉含量的增加,涂层的耐磨损性能提高。