不同含量WC颗粒增强激光熔覆截齿涂层性能研究

目的 解决截齿磨损失效问题,研究不同WC颗粒含量对42CrMo截齿激光熔覆Co基/WC复合涂层表面形貌及裂纹率、显微硬度、耐磨/耐腐蚀性能的影响机制。方法 通过在42CrMo截齿基体上制备Co基/WC复合涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验仪及电化学工作站测试不同WC颗粒含量对熔覆层性能的影响。结果 Co基/WC复合涂层表面较为平整,当WC颗粒质量分数大于30%时,熔覆层表面开始出现交错裂纹;当WC质量分数为80%时,裂纹率增加35%。Co基/WC复合涂层的显微硬度皆高于42CrMo基体(378HV0.2),随着WC颗粒含量的增加,熔覆层平均显微硬度从448HV0.2提升到890HV0.2。Co基/WC复合涂层的摩擦系数、磨损量均小于42CrMo基体,WC颗粒质量分数增加到80%时,熔覆层平均摩擦系数为0.270,为基体(0.567)的50%,磨损量仅为1.0 mg,相比于42CrMo基体(18.6 mg)降低了约95%,低WC颗粒含量以黏着磨损为主,高WC含量以磨粒磨损为主。熔覆层耐腐蚀性能随WC含量的增加先增大、后减小,WC质量分数为30%时,熔覆层的耐腐蚀性能最好,具有最小的电流密度(1.465×10^–7 A/cm²),相比基体电流密度(8.031×10^–6 A/cm²)降低了98%。结论 WC颗粒含量对Co基/WC复合熔覆层的裂纹敏感性有显著影响,WC颗粒的细晶、弥散及固溶强化使熔覆层的显微硬度、耐磨/耐腐蚀性能得到明显改善。     

激光扫描速率对NiCr/Cr3C2涂层微结构与耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在3种扫描速率下制备了NiCr/Cr₃C₂复合涂层，分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔覆层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。结果表明，激光扫描速率从2 mm/s升至4 mm/s时，熔覆层组织从以树枝晶为主转变为以等轴晶为主，缺陷由气孔转变为大尺寸间隙与裂纹。扫描速率低于3 mm/s时，Cr₃C₂熔化分解导致熔覆层主要含有Cr₇C₃,随着激光扫描速率增加，Cr₃C₂熔化程度降低，熔覆层以Cr₇C₃与Cr₃C₂为主。因此，随着激光扫描速率从2 mm/s升高至4 mm/s,熔覆层硬度从400 HV0.3提升至780 HV0.3。不同激光扫描速率下熔覆层磨损均以磨粒磨损为主，但是由于结构致密和硬度较高，3 mm/s涂层磨损量最小，耐磨性最好。     

激光熔覆Ni-WC/Cr3C2涂层组织及性能

采用激光技术在45钢表面熔覆Ni-WC/Cr₃C₂涂层,采用SEM,XRD等手段进行熔覆层的显微组织、相组成及成分分析,并测试熔覆层的耐蚀性和耐磨性能.结果表明,Ni-WC/Cr₃C₂熔覆层底部生成方向性较强的胞状树枝晶,中上部组织为细小的树枝晶.涂层主要是由γ-(Fe, Ni),M₂₃C₆型碳化物以及未熔的WC颗粒组成.细晶强化、合金元素固溶强化以及碳化物强化的共同作用,使熔覆层的显微硬度提高至711HV0.1.熔覆层耐蚀性明显改善,腐蚀电流密度约为45钢的1/4.随着摩擦速度的增大,激光熔覆Ni-WC/Cr₃C₂涂层和45钢磨损量增加,且熔覆层的磨损量低于45钢,表明其耐磨性能明显提高.     

高锰钢表面高速激光熔覆Ni60涂层组织与性能

采用高速激光熔覆系统在破碎机锤头中常用的材料高锰钢表面制备了Ni60耐磨熔覆层。通过正交试验极差分析优化得到最佳工艺参数，采用渗透探伤、显微硬度计、OM,XRD,BSE和摩擦磨损试验对熔覆层宏观形貌、硬度、微观形貌、物相、摩擦系数和磨损量进行观察与测试。结果表明，当激光功率为1 200 W、扫描速度为4 mm/s、送粉速度为7.5 g/min时，熔覆层表面成形质量良好，表面硬度可达811.41 HV，约为基材的2.8倍，摩擦系数较基材下降37.7%，耐磨性提高1.6倍。熔覆层主要由γ-Ni树枝晶组成，其中弥散分布的硬质相CrB,Cr₇C₃和Cr₂₃C₆可显著提高熔覆层的耐磨性。     

40Cr钢表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织和性能

以WC、TiC、Co以及Co50合金粉末为原料,在40Cr钢表面制备了WC/Co、WC/Co50以及WC-TiC/Co50金属陶瓷复合涂层。使用X射线衍射（XRD）、金相光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和EDS能谱,对熔覆层的显微组织和物相构成进行分析。结果表明,在选择适当的激光熔覆工艺条件下,制备的WC/Co50和WC-TiC/Co50复合涂层表面形貌良好,平整连续且无宏观裂纹。硬度测试和摩擦磨损试验表明,复合涂层具有高的硬度（涂层平均显微硬度1126.7 HV0.2以上,涂层表面硬度可达66.2 HRC以上）和良好的耐磨性,其磨损量相比40Cr钢基材分别下降了54%和66%。分析认为,熔覆层硬度和耐磨性提高的原因在于熔覆层中存在大量WC、TiC以及反应生成的W₂C、Fe₃W₃C等碳化物增强相,且均匀分布于基体中。     

激光熔覆WC/Co-Cr合金涂层的组织及耐磨性

采用YAG固体激光器于45钢表面熔覆WC/Co-Cr合金涂层,对涂层的微观组织及界面结构进行了分析。探讨了不同WC添加量对涂层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,涂层主要由CrCo、WC以及W₂C相组成,还含有一定的Co的固溶体以及Cr₇C₃相。涂层微观组织呈大致等轴的细小网状共晶组织,涂层与基体呈冶金结合,表面硬度在1100 HV0.02左右。WC含量对涂层硬度以及磨损性能影响较大,呈显著的磨粒磨损机制。但当WC含量增加到20wt%以后,表面微裂纹增多,脆性增大,对使用寿命有不利影响。     

激光熔覆Ni-Co基合金复合涂层的组织与耐磨性

借助于光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、摩擦磨损试验机等研究了1Cr17Mn6Ni5N不锈钢表面激光熔覆Ni/Co基合金复合涂层的组织与干滑动摩擦磨损性能。结果表明:涂层材料由含35%WC的Ni基合金(Ni35WC)和一定量的Co基合金粉混合构成。激光熔覆Ni35WC+30%Co基合金复合涂层硬度比单一的Ni基合金熔覆层的提高50~70 HV;复合涂层的干滑动摩擦磨损速率相比不锈钢基材的下降约51%,相比Ni基合金熔覆层的下降约25%。干滑动摩擦磨损抗力的提高被认为是固溶强化、细晶强化和硬质点化合物产生的弥散硬化共同作用的结果。     

Q235焊缝表面镍基合金熔覆层在NaCl溶液中的腐蚀行为

目的 采用激光、等离子熔覆技术在低碳钢焊缝表面制备镍基耐腐蚀涂层,提高钢管焊缝表面的耐蚀性能。方法 通过浸泡腐蚀、动电位极化法、交流阻抗法,研究不同试样在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。利用OM、SEM、EDS和XPS分析腐蚀试样表面、截面的微观组织和腐蚀产物成分。结果 采用激光、等离子熔覆技术均可制得成形良好、表面光滑、无宏观裂纹的涂层,且表现出良好的抗点蚀能力;等离子熔覆层晶粒相较于激光熔覆层晶粒更均匀、细小,析出的碳化物(Cr₂₃C₆、Cr₇C₃)、硼化物(CrB)等硬质点提高了涂层的硬度,对于抗蚀性有着积极的作用。试样的耐蚀性排序为等离子熔覆层>激光熔覆层>基体。浸泡失重腐蚀实验表明,基体、激光熔覆层、等离子熔覆层的腐蚀速率分别为0.182 9、0.125 6、0.102 7 g/(m²·h)。从极化曲线看出,激光熔覆层(-0.503 4 V)、等离子熔覆层(-0.546 6 V)的自腐蚀电位相较于基体(-0.858 4 V)发生了正移。基体、...     

镍基合金激光熔覆-离子渗硫复合改性层组织性能

利用激光熔覆和离子渗硫技术在45钢表面制备复合改性层,采用SEM,EPMA,XRD等手段对比研究激光熔覆层和渗硫层的组织形貌、成分分布及相组成;并测试渗硫前后涂层的耐磨性和耐蚀性.结果表明,镍基合金涂层主要由γ-（Fe,Ni）,Fe_0.64Ni_0.36,M₂₃C₆,WC,M₇C₃和Fe₂B等物相组成,显微硬度达到740 HV0.2.渗硫后在激光熔覆层表面形成了以FeS为主的渗硫层,表面疏松多孔,由微纳米级的尖岛状颗粒堆砌而成.与熔覆层相比,复合改性层的摩擦系数和磨损量都显著降低,减摩和耐磨效果明显.渗硫后镍基合金激光熔覆层自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度增大,耐蚀性略微降低.     

Inconel617合金表面电子束熔覆NbMoCr显微组织和耐腐蚀性的探讨

为了提高Inconel617合金(简称617合金)材料的表面性能,利用电子束熔覆技术在617合金表面制备了NbMoCr熔覆层. 对它的显微组织、硬度和耐腐蚀性能进行了研究,并与617合金进行了对比. 结果表明,NbMoCr熔覆层的组织更均匀,晶粒更细小,气孔等缺陷更少,且生成了微量M₂₃C₆,Cr₇C₃,Cr₄Si₄Al₁₃,CoCx等硬质相,提高了熔覆层的表面硬度及耐腐蚀性. 经检测,熔覆层硬度相比617合金硬度高出86 HV10. 电化学腐蚀测试表明,在1 mol/L H₂SO₄溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的5.16倍;在3.5 %的NaCl溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的4.6倍;在1 mol/L NaOH 溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的3.12倍.     

1 064 nm激光高反膜残余应力及其形变分析

目的 由于光学薄膜自身的残余应力,致使镀膜前后基底面型变化较大。针对这一问题,本文制备单层膜和激光高反膜,明确单层膜应力机制,以此研究不同膜系高反膜的应力情况及其面型变化,通过增加压应力补偿层减小面型变化,为制备微变型激光高反镜提供方法。方法 从理论上分析单层膜残余应力机制,采用等效参考温度的方法代替光学薄膜本征应力的效果,通过仿真方法得到薄膜的本征应力。使用有限元分析和试验方法研究激光高反膜的残余应力情况。以单层膜试验为依据,使用等效参考温度、生死单元和载荷步技术,仿真分析多层膜–基系统的残余应力分布及其面型变化。采用电子束热蒸发技术制备不同的高反膜,通过Zygo激光干涉仪测试其镀膜前后的面型,分析基底初始面型、膜料和膜系对高反镜面型的影响。结果 仿真发现,多层膜–基系统残余应力呈现层状分布,从基底到膜层由拉应力变为压应力,再由压应力变为拉应力。在残余应力作用下,整个多层膜–基系统呈凹形,位移呈环状分布。对于TiO2/SiO2组合,通过分析对比不同膜系下对应每一层膜层的残余应力及其对整体面型的影响,发现膜系G│(HL)¹⁰H2L│A比 G│(HL)¹⁰H│A面型的变化更小。试验发现,通过增加压应力补偿层使得高反膜的残余应力减小,高反镜(熔石英基底,?30 mm×2 mm)的面型基本没有变化(ΔPV=0.004λ),这与仿真结果一致。结论 熔石英基底上TiO2、HfO2、H4和SiO2的本征应力在残余应力中起主导作用,TiO2、HfO2和H4一般表现为拉应力,SiO2表现为压应力。不同膜料组合的高反膜体系均表现为压应力。膜系G│(HL)¹⁰H2L│A比G│(HL)¹⁰H│A残余应力和面型变化更小,其残余应力为－39.70 MPa,比不加补偿层减小了22.26 MPa,面型基本没有变化。当加2L应力补偿层时,在满足光谱特性的基础上可以平衡多层膜整体残余应力。     

Preliminary analysis of heat recovery efficiency decrease in paint spray booths

Increasingly the market offers new and used equipment spray booths with cross-recuperators. An attempt is made here to model the heat recovery efficiency decrease in spray booths and a preliminary theoretical analysis is presented. The heat recovery reduction is due to overspray particles deposited within the extraction ducts and heat exchanger walls. The average filtration efficiency degree of the paint stop filters is 93–97%. Filters do not provide complete cleaning of the air from the overspray particles and the growing sediment layer on the recuperator walls is a good thermal insulator. Studies of the deposit layer formation intensity and its thermal conductivity are ongoing.     

Comparison of approaches to the numerical modelling of pure metals solidification using the control volume method

The thermal processes proceeding in the casting-mould system are analysed. Solidification process can be described in the different ways. One of them consists in the application of the Fourier–Kirchhoff equation in which the source function controlling the phase change is introduced. In this paper, two approaches to the modelling of pure metals solidification, i.e. the solidification proceeding at the constant temperature and in the artificially introduced interval of temperature are considered. Numerical model used at the stage of computations is constructed using the Control Volume Method in which the principle of conservation of energy (taking also into account the release of latent heat of solidification) is applied to each control volume ensuring the correctness of the model. The use of Voronoi/Thiessen tessellation to the discretization of the casting-mould system can accurately reproduce the shape of each sub-domain. In the final part of the paper, the examples of computations are shown.     

材料阻尼及ZA合金阻尼性能的研究现状

综述材料的阻尼特性及ZA合金阻尼性能的机制测量方法与研究现状。     

CrFeAlTi复合涂层抗高温氧化及耐铅铋合金腐蚀性能

采用热喷涂-激光复合工艺在304不锈钢基体上制备3种CrFeAlTi复合涂层。采用氧化增重法评定涂层和基材抗高温氧化性能;利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM/EDS)和X-射线衍射仪(XRD)对涂层微观组织结构进行分析,并对涂层耐液态铅铋合金(LBE)腐蚀性能进行研究。结果表明,3种CrFeAlTi复合涂层均具有良好的抗高温氧化性和耐液态铅铋合金腐蚀性,未加入304不锈钢粉末制备的涂层相对更好;750℃和850℃下氧化3h后304基材增重量分别为0.70g/m2和0.88g/m2,而涂层增重量在850℃也仅有0.074g/m2;450℃和550℃下腐蚀300h,Pb元素沿基材表面向内部的扩散深度达到了8μm和10μm,而在涂层中几乎无扩散,涂层具有很好的抗腐蚀性,能阻止液态铅铋合金扩散到内部,对基材起到一定的防护作用。     

LA-ICP-MS法测定高含量银饰品中的杂质元素

本文建立了一种使用激光剥蚀-电感耦合等离子质谱法(LA-ICP-MS)对高含量银饰品中22种杂质元素测定的检测方法,实现了对高纯银饰品的准确、高效、绿色环保的近无损测试。通过对Mg、Al、Ti、Cr和Mn等5个目标元素的测试,计算出当激光剥蚀系统能量密度为12.5 J/cm²、剥蚀孔径为90 μm、脉冲频率为10 Hz时为最优参数,目标元素的信号强度和稳定性达到最优。使用系列银标准样品建立工作曲线,对待测高含量银饰品进行测试。该方法的检出限为0.001~0.827 μg/g,各杂质元素的精密度在3%~25%之间,测试结果与ICP-AES的数据相吻合。     

材料的抗磨损与抗汽蚀性能试验研究

用失重法研究颗粒浓度,旋转速度,液体介质对杂质泵过流部件材料磨损与汽蚀的影响,通过12种材料对比试验,探索硬度与磨损,韧性与汽蚀之间的关系。结果表明,含Cr,W,Mo的材料硬度高,抗磨损性能好,含Ti,Ni,Al的材料韧性高,抗汽蚀性能好;既有高硬度,又有良好韧性的材料抗磨蚀性能好;材料的抗磨性与材料本身的硬度有关;材料的抗空蚀性与材料本身的塑性,韧性和强度有关。     

球墨铸铁抗腐蚀性和抗生长性研究

汽车排气歧管工作在高温环境中,要求其材料具有更加优异的性能。制备了两组不同化学成分的球墨铸铁试样,对它们的铸态组织与构成进行了研究。利用电化学综合测试系统测试了Na Cl溶液中球墨铸铁的腐蚀电流和电位;研究了球墨铸铁试样在不同工作温度下的增长情况。实验与分析结果表明,高镍球墨铸铁的抗腐蚀性能和抗生长性能均优于高硅钼球墨铸铁,更加适合作为汽车排气歧管材料。     

王水渣综合回收金银工艺研究

针对金泥王水湿法处理过程中产生的王水渣,探索了使用氨水处理,然后氯化分金。结果表明,采用氨水分银-氯化分金全湿法工艺处理王水渣,具有工艺流程简单、金银损耗少等特点,银直收率可95%,金直收率98%,金银总回收率均99.8%以上。     

不锈钢堆焊层抗磨损腐蚀性能的实验研究

对材料为16Mn钢的连轧机底座的磨损机理进行讨论.在16Mn钢表面进行电弧堆焊1Cr13不锈钢和等离子堆焊铁镍合金粉末,并对堆焊材料进行磨损和抗腐蚀实验.通过分析其磨损量及磨损形貌,得到堆焊层的抗磨损和腐蚀性能,从而寻找出连轧机底座修复的材料和方法.