超音速火焰喷涂涂层的摩擦磨损性能研究

采用划痕分析和干砂粒/橡胶轮磨损测试,主要研究了超音速火焰喷涂(High-Velocity-Air-Fuel,简称HVAF )WC涂层与Al-Ni-Cu合金的摩擦磨损性能,并且与电镀硬铬的性能进行了对比.结果表明,HVAF WC涂层和Al-Ni-Cu合金都发生微量磨损,而电镀铬层中发生明显的增重,同时导致Al-Ni-Cu合金大量磨损.在与Al-Ni-Cu合金对磨中,HVAF WC涂层的磨损机理为磨粒磨损,而电镀硬铬为粘着磨损.滚动接触疲劳磨损对涂层均有作用.     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC-12Co涂层的摩擦学性能

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层、镀层的显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明:WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失质量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的性能,降低维修频率,延长使用寿命。     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC–12Co涂层的摩擦学性能

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层、镀层的显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明:WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失质量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的性能,降低维修频率,延长使用寿命。     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC-12Co涂层的摩擦学性能研究

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层/镀层显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明：WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上,表明WC-12Co涂层的抗疲劳强度性能更优;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失重量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的技战术性能,降低维修频率,延长使用寿命。     

热喷涂技术替代电镀硬铬的研究进展

从热喷涂技术的发展,高速火焰喷涂(HVOF)涂层的性能,包括耐磨性、耐蚀性、对基体耐疲劳性的影响,热喷涂涂层替代电镀硬铬镀层的成本以及应用4个方面综述了近年来热喷涂技术替代电镀硬铬的研究进展.指出热喷涂技术已经在航空、冶金、包装印刷和造纸等工业领域部分替代了电镀硬铬工艺;由于热喷涂技术对于大工件、厚涂层在性能和价格上的优势,热喷涂技术在其他工业领域的应用也将得到迅速发展.     

A-100钢表面WC-CoCr涂层和电镀硬铬的性能表征

在A-100钢基体上,利用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-CoCr涂层,研究了该涂层的显微结构,测试了涂层的耐磨性和耐蚀性,并与电镀硬铬试样进行了对比。结果表明,WC-CoCr涂层的耐磨性和耐蚀性显著优于电镀硬铬,可以满足飞机起落架耐磨涂层的使用要求。     

高速连续退火机组张力辊设计研究

介绍了带钢连退机组张力辊辊系的几何尺寸及辊子数目的确定方法;比较了张力辊表面热喷涂碳化钨和电镀硬铬的优缺点;推导了两张力辊偏移距计算公式和典型四辊张力辊组的力矩计算公式和电机超频模式下的力矩校核方法,并据此提出应根据产品大纲要求,综合考虑电机"恒扭矩调速"和"恒功率调速"的不同模式来选择张力辊电机功率。     

离子源增强电弧离子镀活塞环表面CrN涂层的制备

为了寻求发动机核心部件活塞环上电镀硬铬的替代技术,采用自行设计的离子源增强阴极电弧离子镀系统,在W18Cr4V高速钢试块上制备了不同厚度的CrN涂层,用XRD、SEM分析涂层的晶体结构、表面形貌和厚度;利用显微硬度计和球盘式摩擦仪分析了涂层厚度对力学性能的影响。结果表明:随着厚度的增加,CrN涂层结晶结构没有明显变化,2.5μm厚CrN涂层硬度达1 900 HV0.05,最低摩擦因数0.6,最低磨损速率2.664×10~(-6) mm~3/N·m。对CrN涂层和电镀硬铬ASL817钢质活塞环进行珩磨测试,在珩磨2 400次之后,CrN涂层钢质活塞环出现较大孔洞(50μm),但没有涂层脱落,具有良好的附着力,工作间隙变化不大;电镀硬铬活塞环涂层磨损较CrN涂层严重,工作间隙开始变大;珩磨12 000次后电镀硬铬活塞环工作间隙达到允许最大值,CrN涂层活塞环依保持正常工作间隙,耐磨性更好。     

超高速激光熔覆Ni625/WC复合涂层的耐磨性能

目的 提高高铁制动盘用24CrNiMo铸钢的耐磨性和高温性能。方法 在24CrNiMo铸钢表面,通过超高速激光熔覆技术,制备Ni625/碳化钨（WC）复合涂层,并设计多层梯度熔覆,使得WC颗粒在涂层中呈均匀分布。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等分析涂层的物相组成、微观组织结构和元素分布。分别采用显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维形貌仪等测试涂层的硬度、室温及600℃的摩擦系数和耐磨性,分析涂层的摩擦磨损机理。通过同步热分析仪（TGA-DSC）测试涂层的抗高温氧化性能和组织的高温稳定性能。结果 涂层主要由γ-Ni固溶体、WC以及含W增强相W2C和M23C6等组成。WC分布较为均匀,涂层平均显微硬度达440HV0.2～610HV0.2,是基体硬度的1.25～1.7倍。在室温条件下,体积磨损率仅为基体24CrNiMo铸钢的4.2%～20.8%,摩擦系数略低于基体;在600℃条件下,体积磨损率为基体24CrNiMo铸钢的80.1%～180.8%,摩擦系数高于基体,且稳定性好,熔覆涂层显著提高了24CrNiMo铸钢基体的耐磨性。磨痕分析表明,涂层在室...     

高速电弧喷涂FeMnCrAl/Ni包覆WC涂层组织与性能

采用无需常规敏化活化的预处理常温超声波化学镀方法制备Ni包覆WC复合粉体,以其作为增强相的粉芯丝材通过高速电弧喷涂技术制备FeMnCrAl/Ni包覆WC涂层。采用光学显微分析（OM）、场发射扫描电镜分析（FE-SEM）、能谱分析（EDS）以及涂层性能测试方法,研究Ni包覆WC复合粉体对涂层组织结构及性能的影响。结果表明：Ni包覆WC复合粉体能改善涂层中各相之间的结合状态,减少涂层中氧化物和孔隙率,提高涂层与基体的结合强度和涂层的内聚强度,改善了涂层抗冲蚀磨损性能。     

WC颗粒尺寸对WC-CoCr涂层组织与性能的影响

喷涂粉末颗粒尺寸是影响碳化钨涂层性能的关键因素。采用HVOF工艺制备3种不同WC颗粒尺寸的WC-CoCr涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和颗粒冲蚀磨损试验机等对涂层的组织结构及性能进行分析,系统研究了WC颗粒尺寸对涂层组织及性能的影响。结果表明:FN-WC涂层中碳化钨分解严重,PN-WC及M-WC涂层中碳化钨颗粒少量分解。FN-WC、PN-WC及M-WC涂层孔隙率分别为2.1%、2.0%和2.3%,硬度分别为1 254、1 241和1 229HV0.3,结合强度分别为68.7、73.5和72.9 MPa。15°攻角下FN-WC、PN-WC及M-WC涂层的抗冲蚀磨损阻力Re分别为9.3×104、15.5×104和10.74×104 g/cm3,90°攻角下的抗冲蚀磨损阻力Re分别为4.68×104、4.70×104和4.26×104 g/cm3。PN-WC涂层组织更均匀,WC相分解轻微,涂层硬度分布更集中,结合强度最高,在15°攻角下表现出最好的耐冲蚀性,综合性能优异。     

铸造碳化钨添加量对镍基复合喷熔涂层性能的影响

在镍基合金粉末NiCrBSi中添加不同比例的铸造碳化钨(WC),并采用氧乙炔火焰喷熔工艺在低碳钢表面制备了相应的Ni基WC复合涂层.采用金相显微镜观察了涂层的显微组织,采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能,并采用扫描电镜观察了喷熔粉末和喷熔层磨损后的形貌.结果表明:喷熔层的组织为在NiCr合金基体上弥散分布着不同粒度的碳(硼)化物硬质相;涂层的显微组织和WC的含量对Ni基WC喷熔层的硬度和抗磨损性能影响很大,涂层的硬度和抗磨损性能随WC添加量的增加先增加后减小;当WC的含量为35％时,Ni基体WC喷熔涂层的硬度最高,相应的抗磨粒磨损性能最好.     

粉末致密度对碳化钨涂层结构特征的影响

利用超音速火焰喷涂技术将4种不同致密度WC10Co4Cr粉末制备成涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、表面粗糙度仪等设备对涂层的微观组织、结构特征进行分析。结果表明,随着致密度的降低,团聚烧结型粉末与基体撞击后更容易铺展,碳化钨微粒分布变得更均匀,形成的涂层具有更低的孔隙率和表面粗糙度;但是随着致密度的降低,碳化钨分解率升高,形成更多的脆硬相,最终使得涂层断裂韧性下降。由此可知,致密程度影响粉末颗粒在热喷涂过程中加热、加速和铺展状态,从而影响涂层的结构特征。     

HVOF技术制备的WC涂层的耐磨性

采用超音速火焰喷涂技术在45钢基体上制备WC-Co涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等设备对所获涂层的组织结构与性能进行分析.并通过磨粒磨损试验研究了WC涂层的耐磨性能.试验结果表明:所获WC-Co涂层与基体金属结合良好,界面处未发现污染.涂层较为致密,其显微硬度在HV1000以上;WC-Co涂层的耐磨性非常优异,经20 min磨损后,其磨损量仅为0.1 g左右;WC-Co涂层的磨损率一直呈下降趋势,与之相对比,电镀硬铬层的磨损率却呈先下降后上升的趋势,所获WC-Co涂层显示了更加稳定的耐磨性.     

硬铬电镀技术的发展与现状

介绍了硬铬电镀技术的发展简况,分析了硬铬电镀技术的现状,并对硬铬电镀工艺作了简单的划分与评价,最后通过公式计算和结果说明了高效硬铬工艺产生的经济意义。     

冷硬铸铁活塞杆电镀硬铬工艺生产研究

通过对复合球墨冷硬铸铁生产的液压机活塞杆电镀硬铬生产工艺技术的研究,设计了从铸造到电镀整个过程的电镀前处理工艺方案及电镀工艺参数.用此工艺可提高活塞杆电镀硬铬的质量,有效地控制了电镀硬铬质量的稳定性.     

硬质合金刀具材料基础知识

硬质合金是使用最广泛的一类高速加工（HSM）刀具材料，此类材料是通过粉末冶金工艺生产的，由硬质碳化物（通常为碳化钨WC）颗粒和质地较软的金属结合剂组成。目前，有数百种不同成分的WC基硬质合金，它们中大部分都采用钴（Co）作为结合剂，镍（Ni）和铬（Cr）也是常用的结合剂元素，另外还可以添加其他一些合金元素。     

表面工程应用实例 [例19] 低温超音速喷涂碳化钨在造纸设备瓦楞辊再制造中的应用

低温超音速喷涂技术具有喷涂火焰和粉末粒子温度低(﹤1 400℃),粒子速度高(﹥800 m/s)的特点。瓦楞辊是瓦楞纸生产线核心部件,原制造工艺是对辊表面氮化或电镀硬铬,使用寿命小于1×107     

高熵合金/碳化钨复合材料的研究进展

综述了高熵合金(HEA)/碳化钨(WC)复合材料研究进展,主要介绍了以WC为基体的WC-HEA硬质合金和以HEA为基体的HEA/WC复合涂层,探究了高熵合金复合碳化钨材料强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性能提高的方式,并展望了高熵合金与WC相复合的发展前景与研究开发的重点。     

超音速火焰喷涂涂层抗高温氧化和耐冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术喷涂WC涂层，并对其抗高温氧化和耐冲蚀性能进行测定。试验结果显示，与基体1Cr12W1MoV比较，HVOF制备的WC-17Co、WC-12Co、NiCrBSi＋35WC涂层具有非常良好的抗高温氧化和耐冲蚀性能。其中WC-17Co涂层在任何冲蚀角度下均表现出优良的抗冲蚀能力，是一种理想的汽轮机高压部件防护涂层。