液压阻尼器活塞杆激光熔覆WC/Co06涂层耐磨耐腐蚀性能

目的 研究WC添加量对WC/Co06复合涂层耐磨耐腐蚀性能影响,以期应用到液压阻尼器活塞杆表面,增强活塞杆耐磨耐腐蚀性能。方法 采用同轴送粉式激光熔覆设备在液压阻尼器活塞杆用42Cr Mo钢表面制备不同WC含量(质量分数为5%、10%、15%、20%)的WC/Co06涂层,用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及维氏硬度显微计,对4组不同WC含量的涂层进行质量检测。用滑动摩擦磨损试验机对涂层进行磨损性能测试。用盐雾腐蚀试验箱对涂层进行耐腐蚀测试。结果 熔覆层表面质量良好,稀释率为5%左右。熔覆层显微组织随WC含量的升高越来越致密,WC/Co06涂层生成多种硬质相,如Cr₂₃C₆、Cr₇C₃、WC及Fe₃W₃C等分布在γ-Co固溶体周围增强其硬度以及耐磨耐腐蚀能力。4组熔覆层中,20%WC含量的熔覆层硬度最高(810HV),是基体的(275HV)2.95倍。摩擦磨损及盐雾腐蚀试验后,熔覆涂层磨损量及腐蚀失重均明显降低,其中20%WC熔覆层的磨损量及腐蚀失重最低...     

激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响

目的 在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法 采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）,研究了涂层的微观结构。通过维氏显微硬度计和M-2000磨损试验机,研究了涂层的力学性能。结果 获得的涂层致密,没有裂纹和气孔等缺陷,涂层内部WC清晰可见。连接层与基材具有良好的冶金结合,涂层组织主要有等轴组织、柱状组织和共晶组织。耐磨层物相组成为奥氏体（γ-Fe）、γ(Fe,Ni)固溶体和Fe-Ni-Cr固溶体。涂层表面的显微硬度最高为559HV1,比基材硬度（182HV1）提升了3倍多。随着WC含量的增加,涂层的磨损量显著下降。结论 基材与连接层有沿基体表面生长的平面晶,涂层内部为柱状晶、树枝晶和共晶等组织,涂层顶部多为细小的等轴晶。加入WC,涂层的显微硬度提高不明显,但WC周围的组织细化,显微硬度提高。无WC的涂层磨损机理主要为粘着磨损;3%WC的涂层磨损较轻,磨损仍以粘着磨损为主;5%WC的耐磨层磨损最轻,磨损机理为磨粒磨损,WC的加入明显提高了涂层的耐磨性。     

机械液压杆的表面喷涂与涂层耐磨性能研究

以低碳钢丝+10%WC粉末为原料,在机械液压杆表面进行了电弧喷涂+氩弧重熔处理,研究了电弧喷涂涂层和氩弧重熔涂层的显微组织、物相组成以及涂层的硬度和耐磨形貌。结果表明,经过电弧喷涂处理后的涂层由白色的铁素体和黑色的珠光体组成,局部区域可见棱角状和条状的WC白亮色区域。电弧喷涂涂层和氩弧重熔处理后的涂层的物相都由α-Fe、WC和W_2C组成。机械液压杆熔覆涂层和过渡区的显微硬度都高于基材。随着磨损时间的增加,机械液压杆表面涂层的磨损量不断增加,磨损机制主要为以粘着磨损为主带有微切削。     

牙轮钻头钢激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织与性能

在清除了渗碳层的15MnNi4Mo牙轮钻头钢表面熔覆不同质量配比的WC-Co50复合涂层,为牙轮钻头的修复提供一种新思路。运用OM、SEM和XRD分析了该涂层的微观组织和物相组成;利用显微硬度计和磨损实验机测得了不同质量配比涂层的显微硬度和磨损性能。结果表明,Co50+20%WC与Co50+40%WC试样涂层表面形貌良好,无裂纹与气孔等缺陷。该涂层主要由Co、Co_4W_2C、FeNi_3、WC、W_2C和Ni_(2.9)Cr_(0.7)Fe_(0.36)等物相组成。三种试样涂层的平均硬度和耐磨性基本都达到了磨损前水平,硬度最高达778.71 HV0.2,最低磨损失重1.7 mg,可满足牙轮钻头再制造要求。     

H13钢表面激光熔覆WC颗粒增强复合涂层的实验研究

在H13钢表面制备了H13+H13/WC颗粒增强复合涂层,对涂层组织演化机理、界面行为及显微硬度分布、摩擦磨损性能等进行了分析与表征。结果表明,熔覆层与基体形成良好的冶金结合,复合熔覆层成形质量良好;相同工艺参数下,H13/20%WC熔覆层的硬度最高,平均显微硬度为639 HV,具有较好的耐磨性。H13钢基体的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和少量的剥层磨损,各熔覆层磨损形式主要是磨粒磨损和氧化磨损     

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。     

碳化钨含量对高频感应熔覆涂层组织及性能的影响

采用高频感应熔覆的方法制备了两种不同碳化钨含量的镍基合金-WC复合涂层。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和显微硬度计等对涂层的显微组织结构、成分和显微硬度进行了分析,通过磨损试验研究了不同WC含量涂层的耐磨性。试验结果表明,高频感应熔覆未产生剥落现象,在涂层与基体之间形成扩散结合层。10wt%的WC含量涂层的显微硬度和耐磨性能都要优于5wt%的WC含量的涂层。     

20Cr2Ni4A钢表面WC增强铁基涂层耐磨性能的研究

目的 制备优异的耐磨性涂层用于机械零部件表面,可有效地提高其使用寿命,减少机械设备因磨损失效而带来的各类故障.方法 以20Cr2Ni4A合金钢为基体材料,利用激光熔覆技术,制备了铁基涂层和铁基/WC复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、HV-1000显微维氏硬度计,分别对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的相组成、组织形貌、显微硬度进行表征.利用HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的磨损性能进行研究,并分析其磨损机理.结果 两种涂层的显微硬度与基体相比改善较大,其中铁基/WC复合涂层改善最为明显,表面平均硬度值为610HV.以直径为6 mm的GCr15对磨球为摩擦副,铁基涂层的平均摩擦因数为0.53左右,磨损量为0.1432 mm3,而铁基/WC复合涂层的平均摩擦因数为0.36左右,磨损量为0.05935 mm3,与铁基涂层相比,20Cr2Ni4A合金钢表面结合铁基/WC复合涂层的硬度提高了17％左右,磨损量减小了58.6％,具有良好的耐磨损性能.结论 铁基/WC复合涂层因其表面存在W2C、WC、Fe3C等物相,能够均匀分布在铁基涂层上作为耐磨骨架,显著提高了涂层的硬度和耐磨性能.     

WC含量对激光熔覆Al_2O_3/TiO_2涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆技术在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备了Al_2O_3/TiO_2涂层,研究了添加不同含量WC对熔覆层裂纹和组织性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDAX)、X射线衍射分析仪(XRD)和显微硬度计研究了激光熔覆涂层的显微结构,分析了涂层的裂纹率、成分分布、相组成和显微硬度分布情况。结果表明:当WC含量为0%~20%(质量分数)时,随着WC的增加,涂层表面裂纹明显减少;添加20%WC时,熔覆层表面无裂纹,涂层与基体结合良好;添加30%WC时,熔覆层表面裂纹明显增多,涂层与基体结合区产生较大裂纹,并伴有一些细小的气孔。熔覆层内有许多未熔的Al_2O_3颗粒,同时,随着WC含量的增加,涂层的晶粒越来越细化,组织分布更加均匀,涂层的显微硬度明显增大。     

TC4钛合金表面等离子喷涂Ni基WC涂层的组织及性能分析

采用等离子喷涂技术在TC4钛合金表面制备了Ni基WC耐磨涂层,利用扫描电镜、能谱仪、显微硬度仪、摩擦磨损试验机、X射线应力仪等研究了涂层的微观组织、成分、硬度、磨损量、磨损机制及残余应力特性等。结果表明:涂层呈现典型的层状结构,与基体结合良好,面层孔隙率为4.7%。显微硬度由表及里呈梯度变化,在798～990HV0.3之间波动,同载荷下基体体积磨损量是涂层的8.9倍,基体磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损,涂层磨损机制以磨粒磨损为主。涂层表面无裂纹存在,分布着压应力状态的残余应力。     

WC含量对激光熔覆NiCrBSi-WC复合涂层显微结构及力学性能的影响

目的 为盾构、勘探及采矿等高载荷严苛磨损条件下的构件表面防护提供一种新的涂层方法。方法 以激光熔覆技术为手段,在NiCrBSi粉末中混入30%~80%（体积分数）的球形WC颗粒,用以制备NiCrBSi-WC复合涂层。研究了WC颗粒含量对涂层显微组织形成、硬度、断裂韧性和耐磨性的影响规律。采用SEM分析了涂层的显微组织;通过显微维氏硬度计测试涂层的硬度;通过压痕法测试涂层的断裂韧性;采用磨粒磨损试验表征涂层的耐磨性。结果 当WC颗粒体积分数低于60%时,熔融金属的黏度较低,密度更大的WC颗粒会沉淀,导致涂层表层的WC颗粒含量较低;当WC颗粒体积分数介于60%~80%时,WC颗粒在涂层内均匀分布,涂层内无气孔及裂纹等缺陷。当WC颗粒体积分数达到80%时,熔体黏度过大,使气体难以及时逸出,在涂层内形成大量气孔。随着WC体积分数由30%上升到80%时,涂层的平均硬度由67HRC提高到85HRC。涂层的断裂韧性随WC含量的提高,出现先升高后下降的反常现象。60%WC含量的复合涂层表现出最佳的耐磨性,比滚刀常用材料H13钢提高约9倍。结论 采用常规激光熔覆技术时,添加40%~60%范围内的硬质陶瓷颗粒,可获得硬质颗粒分布均匀且耐磨性与抗冲击性能优异的复合涂层。     

感应重熔-热处理对镍基碳化钨涂层的影响

为了进一步挖掘镍基碳化钨涂层的潜能,在40Cr基材上利用火焰喷涂制备Ni60+35%WC复合涂层并对涂层进行感应重熔及热处理,利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机分析测定了涂层的显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,感应重熔使涂层与基材形成良好的冶金结合,涂层致密,硬度、耐磨性显著优于基材。经淬火及回火后,涂层硬度有所提高。850℃淬火,400℃回火的涂层硬度最高,达到866HV0.1,耐磨性也最好,磨损量仅为基材的43%。     

WC含量对铁基涂层非晶形成能力及其性能影响

采用电弧喷涂技术喷涂不同WC含量的Fe基粉芯丝材,在Q235低碳钢基体上制备5种不同非晶含量的Fe基合金涂层.利用光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显徼组织结构、磨损表面及其相组成进行分析,用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机评价铁基复合涂层的磨粒磨损性能.结果表明,制备的几种涂层中均含有非晶相,当粉芯中WC质量分数在30%以内时,随着WC含量的增加,涂层中的非晶含量增加,相应涂层的硬度增加,耐磨性保持稳定;涂层的磨损机制主要为硬质相的脆性剥离和轻微的塑性切削,在磨粒磨损情况下硬度较低的金属基体先磨损,硬度高的Fe2B硬质相起到了阻止石英砂磨损的作用,从而降低了涂层的磨损.     

纳米稀土改性热喷涂WC/12Co涂层的摩擦磨损性能研究

利用超音速火焰喷涂技术在45#钢表面制备了不同稀土含量的WC/12Co涂层.在HV-5型小负荷维氏硬度计上测定了涂层的显微硬度,在WTM-2E微型摩擦磨损试验仪上测定了涂层的摩擦磨损性能.结果表明:适量稀土的加入使WC/12Co涂层的显微硬度提高,耐磨性增强.当稀土含量在1.5%时,涂层的硬度提高42%,磨损体积最小.     

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.     

亚微米WC添加对超音速火焰喷涂WC–Co涂层磨损性能影响

采用湿法球磨将亚微米WC（~300 nm）和WC–12Co粉末混合均匀并使亚微米WC均匀粘附于WC–12Co粉末的表面,采用超音速火焰喷涂方法（HVOF）在304不锈钢基体表面制备WC和WC–12Co的WC–Co复合涂层,研究亚微米WC的添加对涂层相组成、显微硬度、耐磨性能和表面形貌的影响。利用X射线衍射分析涂层相组成,压痕法测试涂层的显微硬度,通过往复式摩擦磨损实验测试磨损性能,扫描电子显微镜（SEM）对涂层磨损表面和断面进行微观形貌观察,并分析涂层的磨损过程和机制。结果表明,添加质量分数5%的亚微米WC颗粒显著提高了涂层的显微硬度（16.3%）;增强了涂层的耐磨性,磨损率从6.09×10-7 mm3/Nm减小到5.15×10-7 mm3/Nm（减小13.8%）;亚微米WC颗粒喷涂后在涂层中保持了WC相,并主要存在于WC–Co扁平粒子界面和孔隙。基于涂层中扁平粒子的结合特性与磨损失效特征,建立强化模型,分析亚微米WC颗粒对涂层扁平粒子界面的强化机制。     

等离子熔覆镍包WC/Fe-Cr-B-Si复合涂层微观组织

采用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备了镍包WC含量(质量分数)分别为10%、30%、50%的WC/Fe-Cr-B-Si复合涂层。采用OM、SEM、EDS、XRD等手段研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,添加10%镍包WC的涂层中WC几乎全部溶解,而在含30%、50%镍包WC涂层中均存在未溶解的WC,且在复合涂层微观组织演变中发现了明显不同的凝固特征,含10%、30%镍包WC的涂层主要是枝晶和枝晶间共晶的亚共晶组织;而在含50%镍包WC的涂层中是以初晶Fe3W3C为主和过共晶组织。添加10%、30%、50%镍包WC的复合涂层显微硬度分别为560~600、650~800、920~1100 HV0.2,硬度随WC含量的增加而提高。     

固溶时效对等离子堆焊WCp/18Ni300钢复合涂层组织与性能的影响

采用等离子堆焊技术在Cr5钢表面制备WC增强18Ni300钢复合涂层. 研究添加质量分数为25%和35%的球形WC对堆焊层组织与性能的影响，分析固溶(900 ℃ × 1 h)和时效(490 ℃ × 5 h)处理前后堆焊层的显微组织/相变过程/显微硬度和摩擦磨损性能. 结果表明，在马氏体时效钢粉末中添加WC颗粒影响堆焊层组织和马氏体相变. WC/MS300复合堆焊涂层的显微组织主要以奥氏体为主. 经固溶时效热处理后，基体试样硬度和摩擦磨损性能下降，而WC/MS300试样中γ-F转变为α-Fe，硬度和耐磨性显著改善，添加35%WC试样耐磨性能最佳. 由WC的微观结构演变表明，固溶时效后WC颗粒周围形成厚的扩散层，显著改善了界面结合.     

La_2O_3稀土对激光熔覆WC/Ni基复合涂层性能改善的研究

向WC陶瓷镍基合金粉末中添加不同质量分数的La2O3粉末制成混合粉末,采用大功率半导体激光器通过同轴送粉方式,在A3钢基材上制备熔覆层。利用SEM、EDAX、XRD分析研究了不同稀土加入量对熔覆层显微组织和相结构的影响,用显微硬度计、滑动摩擦磨损试验机分别测试了复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明:由于稀土的加入,复合涂层的晶粒进一步细化,组织趋向均匀,硬度和耐磨性得到了提高,最终得出涂层粉末的最佳配比为(质量分数)59%Ni60,40%WC,1.0%La2O3。     

亚微米WC添加对超音速火焰喷涂WC-Co涂层磨损性能影响

采用超音速火焰喷涂方法(HVOF)在304不锈钢基体表面制备WC和WC-12Co的复合涂层WC-Co,研究亚微米WC的添加对涂层相组成、显微硬度、耐磨性能和表面形貌的影响。利用X射线衍射、压痕法、往复式摩擦磨损实验和扫描电子显微镜(SEM)分别对涂层的相组成、显微硬度、磨损性能和表面形貌进行分析测试,并分析涂层的磨损过程和机制。结果表明,添加质量分数5%的亚微米WC颗粒显著提高了涂层的显微硬度(16.3%);增强了涂层的耐磨性,磨损率从6.09×10-7 mm3/Nm减小到5.15×10-7 mm3/Nm(减小13.8%);亚微米WC颗粒喷涂后在涂层中保持了WC相,并主要存在于WC-Co扁平粒子界面和孔隙。基于涂层中扁平粒子的结合特性与磨损失效特征,建立强化模型,分析亚微米WC颗粒对涂层扁平粒子界面的强化机制。