等离子熔敷Cr7C3金属陶瓷增强耐磨复合涂层组织与耐磨性

利用等离子熔敷技术,以Fe-Cr-C合金粉末为原料,在调质C级钢表面制得了Cr7C3金属陶瓷增强快速凝固耐磨复合涂层.利用光学金相显微镜、扫描电镜、能谱、X射线衍射分析了涂层的显微组织结构,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性.结果表明:等离子熔敷Cr7C3金属陶瓷增强复合涂层硬度高、组织均匀、与基材之间为完全冶金结合;涂层显微组织为规则块状Cr7C3金属陶瓷初生相均匀分布于Cr7C3与γ-Fe固溶体构成的共晶基体上;涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出优异的耐磨性,涂层磨损质量损失随载荷的增加变化十分缓慢,涂层具有优异的载荷特性.     

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层的组织与耐磨性研究

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以Ni60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性.结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能.     

激光熔敷Ti5Si3/(NiTi2+β+Ti5Si3) 复合涂层组织与耐磨性

为了提高钛合金的干滑动磨损耐磨性能，以Ti-Si-Ni混合合金粉末为原料对BT9钛合金进行激光熔敷处理，制备出以金属间化合物Ti5si3为耐磨增强相的快速大“原位”耐磨复合涂层，利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的成分及显微组织结构，在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明：涂层中Ti5Si3初生相均匀分布于NiTi2-β－Ti5Si3共晶基体上，整个涂层组织均匀、致密、无气孔、无裂纹；涂层与钛合金基材形成了良好的冶金结合，涂层具有很高的硬度，在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能。     

激光合成TiC/Ni-Al复合材料涂层组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C) TiC粉末,制备出金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42,获得了组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷涂层.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试.结果表明,复合材料涂层主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni,Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合;复合材料涂层具有硬度高、抗黏着摩损能力强的优点,在滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性能.     

激光合成Ni-Cr-Al+12%TiC涂层的显微组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C) 12%TiC粉末制备出组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷的涂层,其中组织主要为金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42及其增强相TiC.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试.结果显示:复合材料涂层的主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni3Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合,具有硬度高、抗粘着摩损能力强的特点,在滑动干摩擦实验条件下表现出优异的耐磨性.     

等离子熔覆Cr7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的组织与耐磨性研究

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术,在调质C级钢表面制得以原位生成初生相Cr7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层.利用光子显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和能量色散谱(EDS)等分析了涂层的显微组织,并在室温干滑动磨损及二体磨料磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能.结果表明,涂层组织包括Cr7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量Cr7C3构成的共晶;由于Cr7C3/γ-Fe快速凝固复合材料涂层组织细小、均匀,在滑动磨损过程中不易与对偶件黏着、在磨料磨损过程中具有很高的抗切削抗剥落能力,因而在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下涂层均具有优良的耐磨性能.     

激光合成Ni—Cr-Al＋12％TiC涂层的显微组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X（X=Mo、W、Nb、Ti、C）＋12％TiC粉末制备出组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷的涂层，其中组织主要为金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42及其增强相TiC。利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试。结果显示：复合材料涂层的主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni3Al及大量Ni0.58Al0.42相；其组织均匀，与基体之间为完全冶金结合，具有硬度高、抗粘着摩损能力强的特点，在滑动干摩擦实验条件下表现出优异的耐磨性。     

超音频感应熔覆钴基涂层的组织与摩擦磨损性能

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备Co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能.结果 表明:Co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主要由γ-Co、γ-(Fe,Ni)、Cr23C6、Cr7C3、Co7W6以及金属间化合物Co3Fe7和FeNi3组成;钴基合金涂层的显微硬度约为573.1 HV0.2N,是基体45钢(215.0 HV0.2N)的2.67倍;在室温干摩擦条件下,钴基合金涂层的摩擦磨损性能优于45钢基体,其磨损形式为轻微的磨粒磨损和黏着磨损.     

铝合金表面Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的组织与性能研究

利用SAS－1型超音速电弧喷涂设备和钛、铝丝在适当的工艺条件下，在LY12铝合金表面制成了钛铝合金复合涂层。并利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪、电子探针等，对涂层的成分、相结构、显微结构、孔隙率及其结合强度、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明，利用超音速电弧喷涂设备，可以在铝基表面形成低孔隙率小于2.8%，结合强度为29MPa，显微硬度HV0.2为631和干滑动磨损体积仅为LY12基体1／7的TiAl合金涂层。显微组织观察发现，涂层与基体间有冶金结合的迹象，组织结构分析表明，涂层由TiN（TiO)，Al,Ti,TiAl,Ti3Al等相组成。涂层的磨损机制可能以化合物等硬质相的剥落引起的磨粒磨损和氧化磨损为主。     

激光熔敷Ti5Si3/NiTi2复合材料涂层的组织与耐磨性

以Ti-Si-Ni合金粉末为原料，利用激光熔敷技术在BT9钛合金表面制备出了以金属间化合物Ti5Si3为增强相，以NiTi2为基体的Ti5Si3/NiTi2金属间化合物快速凝固耐磨复合材料涂层，Ti5Si3/NiTi2合材料涂层的硬度高，组织均匀，致密，与基材之间为完全冶金结合，在干滑动磨损试验条件下具有很好的耐磨性。     

Research on in situ synthesised (Ti,V)C/Fe composite coating by laser cladding

Laser cladding is an effective way to improve the wear resistance of mechanical components. In this study, the composite carbide (Ti,V)C reinforced Fe based coating was successfully synthesised by laser cladding the powder mixtures of ferrotitanium, ferrovanadium and graphite. The samples were analysed to assess the microstructure, microhardness and wear properties. Results indicate that high quality composite coating with metallurgical joint to the steel substrate was obtained. During laser cladding processes, it is found that the (Ti,V)C composite particles were in situ synthesised and distributed evenly in the coating. The microhardness and wear properties of the clad coating were improved significantly in comparison to the steel substrate due to the presence of the hard reinforcement (Ti,V)C.     

等离子熔覆ZrB_2-ZrC/Fe复合涂层组织及耐磨性

采用等离子熔覆技术,以Zr、Fe、B_4C混合粉末为原料,在Q235低碳钢表面原位反应合成了ZrB_2和ZrC增强的Fe基复合涂层,分析了ZrB_2-ZrC/Fe涂层的物相组成和组织结构,并进行了硬度、耐磨性对比试验,探讨了物相和组织结构的形成过程及磨损机制。结果表明:涂层主要物相为ZrB_2、α-Fe、ZrC、Fe_2B和Fe_3C,其中ZrB_2呈现针棒状、花瓣状,ZrC呈现规则的颗粒状;随着原始粉末中(Zr+B_4C)含量的增加,增强相ZrB_2和ZrC含量增多,尺寸变大,ZrB_2-ZrC/Fe涂层与Q235钢基体之间结合紧密,呈冶金结合;与Q235钢基体相比,ZrB_2-ZrC/Fe涂层耐磨性显著提高,最高可达基体的5.45倍,ZrB_2-ZrC/Fe涂层的磨损方式以磨粒磨损为主,断裂方式以穿晶断裂为主。     

用镍基薄带钎料真空熔结Cr3C2-NiCr涂层的组织和性能

提出了一种采用薄带钎料进行真空熔结的新方法，用BNi-2薄带钎料粘贴在Cr3C2-NiCr预置层表面进行了真空熔结处理，对涂层的组织和微动磨损性能进行了研究。结果表明，真空熔结涂层组织致密，涂层与基体、涂层内部硬质相与粘结相之间可形成良好的冶金结合。涂层主要由Cr3C2，Cr7C3，Cr23C6，Ni的硼化物、Cr的硼化物等硬质相和镍基固溶体韧性相组成。基于致密的组织、良好的结合和硬质相强化，真空熔结Cr3C2-NiCr涂层的抗微动磨损性能明显优于等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层和1Crl8Ni9Ti不锈钢。     

等离子钴基熔覆层的组织和性能研究

等离子熔覆技术是采用等离子束为热源,在金属表面获得优异的耐磨、耐蚀、耐冲击等性能的新型材料表面改性技术。本工作对低碳马氏体钢表面进行等离子熔覆处理,研究钴基合金熔覆层的显微硬度、金相组织。研究结果表明:钴基合金熔覆层的硬度达942HV。熔覆层组织主要由树枝晶和孢状晶粒组成,熔覆层与基体界面结合良好,无裂纹。     

激光熔覆原位生成Nb_2(C,N)及V_8C_7陶瓷粒子增强铁基金属涂层

采用5kW CO2激光设备,在42CrMo基体上制备出原位合成Nb2(C,N)及V8C7颗粒增强的铁基复合涂层,研究了熔覆层的组织及性能。结果表明:激光熔覆层主要组成相为α-Fe相、γ-Fe相、Nb2(C,N)及V8C7;增强相颗粒弥散分布在铁基复合涂层中,与母材相比,其磨损失重约为母材的1/8,显著提高了熔覆层的硬度和耐磨性。进一步的抗氧化性实验结果表明,氧化层结构连续致密,与42CrMo基体相比,在750℃/120h恒温氧化后的氧化层的厚度约为基体氧化层厚度的1/8。     

Microstructures and wear properties of TiN-based cermet coating deposited on 1Cr18Ni9Ti stainless steel by electrospark process

A simple and effective surface treatment technique, electrospark deposition (ESD), has been successfully applied to deposit TiN-based cermet coating on stainless steel substrate. The nitrided coating had an average thickness of about 30 μm and formed metallurgical bonding with the substrate. The microstructure of the coating was mainly composed of TiN phase and ferrite (α-FeCr) phase. Its microhardness reached 889HV. The experimental results demonstrated that the nitrided coating had an excellent sliding wear resistance because the hard TiN phase distributed in the coating increased the resistance to micro-cutting and plowing during the sliding wear test, which effectively improves the surface performance of stainless steel substrate.     

304不锈钢激光原位合成自润滑涂层的宽温域摩擦学性能

由于304不锈钢在中、高温下摩擦学性能较差,制约了其在重要摩擦运动副零部件上的应用。为改善304不锈钢的摩擦学性能,以Ni60粉末为增韧相,WS2为合成润滑相的前驱化合物,TiC为高硬度耐磨相,采用高能激光束在其表面原位合成自润滑耐磨复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和探针式材料表面磨痕测量仪表征涂层和基体的物相、微观结构、显微硬度与表面形貌,并系统研究涂层和基体在20,300,600,800℃下的摩擦学性能及其磨损机理。结果表明:涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11,Ti2SC,Fe2C,Cr7C3,CrS和WS2组成;涂层的平均显微硬度(302.0HV0.5)略高于基体(257.2HV0.5),但涂层上部区域的硬度(425.4HV0.5)约为基体的1.65倍;涂层在所有等温摩擦学实验中摩擦因数和磨损率均低于基体,300℃时涂层润滑效果最好,摩擦因数为0.3031,600℃时涂层耐磨效果最好,磨损率为9.699×10^-5 mm^3·N^-1·m^-1。     

SiC含量对激光熔覆SiC/Ni60A复合涂层显微组织和耐磨性能的影响

利用LDM2500-60半导体激光器在45#钢板上制备SiC颗粒增强Ni60A合金激光熔覆涂层,系统研究SiC含量对涂层的显微组织、稀释率、耐磨性、摩擦因数和显微硬度的作用规律。结果表明:随着SiC含量增加,熔覆表层的微观组织细化,稀释率、耐磨性、摩擦因数和硬度均先增加后降低;当SiC含量为20%(质量分数,下同)时,熔覆层的耐磨性能最佳,磨损量仅为0.0012g,为基体磨损量的1/36.3;摩擦因数最小为0.464,且磨损过程最为平稳;熔覆层平均硬度值最高,达到1039.9HV0.2,为基体的3.5倍;但当SiC含量达到25%时,熔覆层的显微硬度与耐磨性能反而下降。     

等离子束熔覆铁基合金涂层的组织与性能研究

利用等离子熔覆技术,在钢基体表面熔覆了一层铁基合金,获得了与基体呈冶金结合的、性能良好的涂层;采用金相显微镜对熔覆层的组织进行观察,发现熔覆层整体组织由柱状树枝晶向等轴晶转变,无气孔、夹杂,其中枝晶组织粗大,等轴晶组织细小;利用显微硬度计分析表明,熔覆层具有较高的硬度,并且由表面到基体呈梯度分布;磨损试验结果表明熔覆层的耐磨性是淬火45钢的2.56倍.     

The effect of electron beam fusion on the structure and properties of plasma jet sprayed nickel alloy coatings

Nickel-based alloy coatings were obtained on carbon steel (steel 3) samples by means of high-velocity pulsed plasma jet spraying of PG-10N-01 and PGAN-33 commercial powders, followed by electron beam fusion of the coating and substrate. The coated samples were studied by methods of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and electron-beam microprobe (energy-dispersive X-ray spectroscopy) and tested for hardness, friction wear, corrosion resistance, and adhesion. It was found that the electron beam processing leads to an almost tenfold increase in the friction wear resistance, a threefold growth in microhardness (relative to that of the substrate), and a significant increase in the resistance to corrosion in acid media. The observed increase in the working characteristics is related to changes in the phase composition, grain structure refinement, and redistribution of alloy components in the substrate and film and a decrease in porosity of the coating material.