镍基碳化钨颗粒增强复合熔覆层的组织结构与摩擦学性能

借助激光熔覆方法在H13钢基材上制备不同WC含量的Ni基WC复合熔覆层,采用扫描电子显微镜(SEM)、微区X射线能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆层表面的物相、熔覆层与基材的结合情况、熔覆层内部增强相的形貌、成分与分布;在室温下测试显微硬度、摩擦因数和磨损率。结果表明:基体和熔覆层之间为冶金结合,熔覆层物相为γ-Ni相、WC、Cr23C6、W2C相,这些碳化物呈现近圆形;激光熔覆层中Ni基体的显微硬度为550-700 HV0.1,硬质相颗粒的显微硬度为2700~3500 HV0.1,是基材显微硬度的5~7倍;Ni基+30%WC熔覆层的摩擦因数为0.7,磨损率为1.92×10~(-8)mm~3/(N·m)。随着WC含量增多45%,耐磨性进一步提高、摩擦因数约为0.4,磨损率为8.32×10~(-9)mm~3/(N·m),WC含量达到60%,摩擦因数为0.5、磨损率与45%WC熔覆层磨损率接近;综合比较,45%WC激光溶层耐磨减摩效果最佳。     

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%。     

真空熔覆Ni基复合涂层的制备及性能研究

目的 提高65Mn钢的耐磨性和耐酸碱腐蚀性能。方法 通过真空熔覆技术在65Mn钢表面制备了Ni基-碳化钨(WC)复合涂层,并加入稀土氧化铈(CeO₂)改善其微观缺陷。采用扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDS)观察涂层微观结构和元素分布,X射线衍射仪(XRD)测定涂层物相成分,维氏显微硬度计测试涂层硬度。采用带有干涉镜头的摩擦磨损试验机测定涂层的摩擦因数,并通过三维形貌图获取磨痕宽度、深度和体积磨损量,通过磨痕扫描形貌分析摩擦磨损机理。采用电化学工作站分别测试涂层在酸性和碱性腐蚀介质中的电化学性能。结果 涂层以(Ni,Cr,Fe)固溶体、WC及含W增强相的Cr4Ni15W和Ni17W3作为主要的强化相组成。涂层随硬质相WC含量的增加而出现孔洞、裂纹等缺陷,在CeO₂的改善作用下,质量分数为30%的WC硬质相涂层组织致密,无明显缺陷,平均显微硬度达900HV1～1 000HV1,是基体硬度的3～4倍;摩擦磨损性能较65Mn钢基体有明显提高,在不同试验条件下,其体积磨损率仅为65Mn钢基体的13.1%～17.4%,但摩擦因数略高于基体。磨痕分...     

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。     

TC4钛合金表面激光熔覆WC增强镍基复合涂层的组织及耐磨性

为提高TC4钛合金的耐磨性,利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备Ni60+50%WC和d22粉末打底+(Ni60+50%WC)两种耐磨复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)来表征涂层的微观结构和物相组成;使用HV-1000显微维氏硬度计、HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机和WDW-100D电子万能试验机来分析涂层的性能。结果表明：两种涂层均由W2C、TiC、Ni17W3、Ni3Ti和TixW1-x相组成,两种涂层不仅与基体呈现出优异的冶金结合,而且组织均匀致密,没有裂纹瑕疵;由于涂层中存在着原位合成的硬质相和细晶强化共同作用使得涂层硬度显著提高,约为TC4基体的2.8倍;两种涂层的摩擦系数(COF)和磨损量都远低于TC4钛合金基体,耐磨性能比基体提高了近17倍;Ni60+50%WC复合涂层和d22粉末打底+(Ni60+50%WC)复合涂层的剪切结合强度分别为188.19 MPa和49.11 MPa。结论：两种涂层均能显著改善TC4钛合金基体表面的硬度和耐磨性能,其中Ni60+50%WC复合涂层在硬度、耐磨性和结合强度等方面表现得更出色。     

激光熔覆镍基自润滑涂层的性能

在TC4钛合金表面激光熔覆Ni60/30%WS₂自润滑涂层,研究了不同扫描速度下熔覆层的组织及性能。结果表明,Ni60/30%WS₂激光熔覆层均以W为硬质相,Ti、Ni的固溶体为基体。但不同扫描速度下,熔覆层生成的润滑相不同。扫描速度4 mm/s时,TiS为润滑相;扫描速度12 mm/s时,CrS为润滑相。激光熔覆层硬度在1000~1200 HV0.5之间,较基体提高2倍左右,摩擦因数及磨损率较基体都明显降低。     

真空钎涂制备金属基陶瓷复合涂层研究

为了解决金属材料表面的耐磨问题,以镍基自熔合金BNi2为粘结相,WC-12Co为增强相,采用真空钎涂工艺,在316L不锈钢表面制备了金属基陶瓷复合涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱EDS分析了金属基陶瓷涂层的组织结构。同时采用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布。结果表明:金属基陶瓷涂层由Cr_(23)C_6,WC,Ni基固溶体FeNi,Ni_(2.9)Cr_(0.7)Fe_(0.36),Co组成;WC与Ni,Cr发生冶金扩散作用;涂层与基体达到冶金结合;涂层硬度呈梯度分布,最高硬度HV1 343.1,是基体的6.7倍。     

激光熔覆Ni60-WC+TiC复合涂层的组织和性能

采用激光熔覆工艺在TC4钛合金基体上制备了Ni60-25%WC+10%Ti C复合涂层,并通过场发射扫描电镜(FESEM)、XRD,摩擦磨损试验分析研究了熔覆层的组织和性能。结果表明,熔覆层中主要以树枝状晶为主,在1200 W时熔覆层中出现了一些块状组织,XRD分析表明,熔覆层中产生了Ti C、WC、VC等陶瓷相,另外还形成了Al Ni_3、Al_(0.96)B_(0.04)Ni_3、Cr_2Ti以及C_(0.12)Fe_(1.88)金属化合物,这些相对于提高熔覆层表面硬度非常有利。硬度测试结果表明,熔覆层最高硬度可达1176 HV0.3,比基体硬度提高了322%。摩擦磨损结果表明,在1000 W时由于WC、Ti C等颗粒未熔,导致摩擦过程中硬质颗粒脱落,其摩擦因数甚至高于基体。而随着功率的增大,WC和Ti C等熔化、重新形核并长大,这些硬质相不易脱落,因此其摩擦因数更小,分别是0.18和0.10。     

Cr12MoV钢表面激光熔覆Ni/Ni-WC梯度涂层的组织与耐磨性能

利用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni/Ni-WC梯度涂层,通过X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪、高速往复摩擦磨损试验机以及白光干涉仪研究了梯度涂层的物相组成、耐磨性能和磨损形貌。结果表明:梯度涂层Ni60A+35%WC耐磨层物相主要由γ-(Ni, Fe)固溶体、WSi₂相以及多种碳化物等硬质相组成。梯度涂层间以及涂层与基体间没有裂纹和气孔等缺陷生成,在界面处表现为良好的冶金结合。Ni60A+35%WC耐磨层平均显微硬度约为基体的1.7倍,Ni/Ni-WC耐磨涂层的磨损机理主要为疲劳磨损和磨粒磨损,基体的磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。     

镍基复合材料涂层的激光熔覆制备及表征

利用激光熔覆技术在在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备了NiCr/Cr3C2-MoS2-BaF2复合材料耐磨自润滑涂层,采用X衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析了熔覆层的物相组成及显微组织,采用显微硬度计测试了涂层沿层深方向的显微硬度分布,并在室温环境下对涂层进行干滑动摩擦磨损试验。结果表明：涂层主要由γ-( Ni,Fe)共晶化合物、碳化物硬质Cr7C3、CrS以及少量的MoS2润滑相和少量BaF2组成,熔覆层的显微硬度平均值约为783 HV0.2,是基体的2.44倍,熔覆层总体摩擦因数和磨损率明显低于基体,磨损率约为基体的1/5。磨损过程中产生的润滑氧化膜有利于提高其耐磨损性能。     

Ti2AlNb基O相合金双辉等离子渗碳层摩擦磨损性能

利用双层辉光等离子表面合金化技术在Ti2AlNb基O相合金表面进行渗碳处理,采用SEM、EDS、XRD、硬度仪及摩擦磨损试验机对其组织成分、元素分布、相组成、硬度及耐磨性能进行研究.结果表明,在Ti2AlNb基O相合金表面形成了约30μm的渗碳层,渗碳层表面硬度为1053 HV0.1,且硬度随渗层厚度梯度递减.渗碳层和基体平均摩擦因数分别为0.4和0.75,渗碳层比磨损率为基体比磨损率的1/17.双层辉光等离子渗碳技术明显提高了Ti2A1Nb基O相合金的耐磨性.     

激光熔覆NiCr涂层的结构及摩擦学性能

利用激光熔覆技术在纯钛表面制备了NiCr涂层。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了涂层的组成和组织结构。在UMT-2MT摩擦磨损试验机上对NiCr涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试。结果表明:NiCr涂层的主要组成物相为NiTi、Ni3Ti、Ni4Ti3、Cr2Ni3和Cr2Ti,涂层与基材冶金结合,涂层晶体结构主要为树枝状晶,涂层的平均显微硬度约为780HV0.2,涂层的摩擦因数随载荷和滑动速度的增加而减小;磨损率随载荷的增加而增加,随滑动速度的增加而减小。涂层的磨损率在10-6 mm3/Nm数量级,具有优异的耐磨性能。     

真空烧结熔覆Ni60涂层的组织和性能

利用真空烧结熔覆技术在Q235钢基体上制备Ni60涂层,并对Ni60涂层的显微组织、硬度、耐磨性和耐腐蚀性进行分析。结果表明:Ni60涂层主要由γ-(Ni,Fe)、CrB和Cr_(23)C_6等相组成,涂层与基体界面处冶金结合良好;涂层的表面硬度为58.3 HRC,横截面上自表面到基体的硬度自676 HV0.2到220 HV0.2呈梯度分布;涂层的耐磨性为Q235钢的21.7倍,磨损机制为轻微的塑性切削和硬质相的脆性剥落;涂层的耐腐蚀性明显优于基体。     

45#钢激光熔覆Ni60/Cu自润滑复合涂层组织演变及摩擦学性能EI北大核心CSCD

为改进45#钢表面硬度低、耐磨性差的缺点,拓宽其在工业生产中应用范围,选择激光熔覆技术在其表面制备Ni60(N1)、Ni60-10%Cu(N2)、Ni60-20%Cu(N3)(wt.%)三种耐磨复合涂层,研究三种涂层的微观组织、显微硬度及摩擦学性能。结果表明:N1涂层主要包括γy~Ni固溶体、Cr_(7)C_(3)硬质相、FeNis金属间化合物,N2、N3涂层额外含有固体润滑相Cu。性能上N1(730.41 HVo,s)、N2(653.04 HV_(0.5))和N3(592.29 HV_(0.5))涂层的显微硬度均高于基体,分别达到基体(299.20HV_(0.5))的2.44、2.18和1.98倍;室温下N3涂层表现出优异的减摩性能,摩擦因数比N1涂层降低8.5%,N2涂层表现出优异的耐磨性能,磨损率为1.74×10^(-5)mm^(3)(N·m),而添加20%Cu后,涂层对硬质相的支撑下降,导致硬质相剥离涂层,进而破坏润滑膜,导致磨损率上升。然而在600 C下,N1涂层的减摩性能最佳,摩擦因数比基体下降50.7%,N2涂层耐磨性最高,磨损.率为5.99×10^(-5)mm^(3)(N·m),低于N3涂层的磨损率9.02×10^(-5)mm^(3)(N·m),这是因为添加固体润滑相Cu对涂层的保护作用不足以抵消涂层硬度下降的负面影响。为固体润滑相Cu改进Ni60复合粉末,进而制备成自润滑复合涂层提供了添加量参考范围。     

TiN含量对Ni基感应熔覆涂层组织与性能的影响

采用高频感应熔覆技术在45钢表面制备了TiN增强Ni基合金涂层,利用OM、EDS、SEM和XRD分析了涂层的微观结构和化学组成;利用显微硬度计和摩擦磨损机研究了TiN添加量对涂层硬度和耐磨性的影响。结果表明:感应熔覆Ni基涂层无裂纹、气孔等缺陷出现,与基体达到了冶金结合;涂层主要为胞状树枝晶,由γ-Ni、Ni_2B、Cr_(23)C_6、CrB等构成;Ni基涂层的硬度较高,耐磨性能良好,随着涂层中TiN含量的增加,涂层的硬度增大,耐磨性增强;与不添加TiN的Ni基涂层相比,40%TiN+Ni基涂层的最大硬度值提高了37.3%,摩擦因数降低了48.3%,摩擦磨损质量损失减小了28.0%。     

TiB_2含量对激光熔覆钴基涂层组织和性能的影响

分别加入0%、2%、4%、6%TiB_2的钴基合金粉末在TA2钛合金表面进行激光熔覆。通过显微观察、维氏硬度仪、X射线衍射、扫描电镜、往复摩擦磨损试验等分析不同TiB_2/Co配比对熔覆层组织性能的影响,确定最优的TiB_2/Co配比。结果表明,加入4%和6%TiB_2的钴基熔覆层的显微硬度为710 HV0.2,相比于基体的硬度提高了119%;加入2%TiB_2的钴基熔覆层中,熔覆层的平均硬度为615 HV0.2,相比于基体的硬度提高了90%。加入TiB_2的TiB_2/Co熔覆层中分布着更多的硼化物硬质相和高熔点硬质增强相CrB、TiB_2、TiC、Cr_(23)C_6等。加入4%TiB_2的钴基熔覆层主要由细小的树枝晶和黑色的TiB_2陶瓷颗粒组成,熔覆层晶粒细小且组织致密,TiB_2颗粒分布均匀,组织性能最好;加入6%Ti B_2的钴基熔覆层晶粒粗大,并伴随有裂纹的出现,性能有所下降。在TiB_2/Co熔覆层中,加入适当的TiB_2含量能有效降低熔覆层的摩擦因数以及在摩擦磨损过程中的体积磨损量,提高工件修复后的使用寿命。加入4%TiB_2的钴基合金激光熔覆层表现出较好的摩擦磨损性能,点蚀和脆性剥落明显减弱。TiB_2/Co熔覆层的耐磨性不仅取决于TiB_2的含量,还与硬质相和自润滑剂在摩擦磨损过程中的占比有关。     

火焰喷涂Ni基WC复合涂层组织和性能的研究

研究了以T9铜为基体的Ni基WC火焰喷涂层的组织和性能特点。试验结果表明：自熔性合空粉末末喷焊后所形成的复合涂层除生成了γ-Ni固溶体外．还包含有WC、W2C、Ni，B、CrB、Cr7C3、Cr2B、Cr23C6、(Fe，Ni)23C6等化合物和硬质相，有效地提高了基体表面的硬度和耐磨性，其平均显微硬度达900HV。     

氩弧熔覆TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层组织与性能研究

用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了采用氩弧熔覆技术制备的TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层的组织与性能.结果表明,氩弧熔覆的TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层主要由TiC、Ni3Si、γNi(Fe)过冷奥氏体相组成,TiC硬质颗粒和以TiC为核心原位生成的Ni3Si相弥散分布在镍基粘结相中.显微硬度和摩擦磨损实验表明,TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层平均显微硬度9.457 GPa,是基体平均显微硬度的4.78倍,在常温千滑动磨损条件下,TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层磨损量约为同等摩擦磨损条件下Q235钢磨损量的11.84％.     

Ti_3SiC_2含量对激光熔覆自润滑涂层组织及性能的影响

利用半导体激光器在TC4钛合金表面激光熔覆Ni60+Ti_3Si C_2混合粉末,成功制备了Ni基自润滑复合涂层。利用OM、SEM、XRD、EDS等分析了涂层的微观组织及物相组成,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:不同Ti_3Si C_2含量的涂层主要由TiC、TiB_2、Ti_5Si_3、Ti_3SiC_2、γ-Ni基体等物相组成,涂层组织分布致密均匀;涂层的显微硬度显著提高主要归功于TiC、TiB_2硬质相的存在,当Ti_3SiC_2含量为7.5%时显微硬度最高,为1150 HV0.2;当Ti_3SiC_2含量为10%时,摩擦因数稳定在0.26~0.30,磨损量最小为1.2 mg。     

激光重熔Ni基WC涂层的组织与性能研究

研究了45钢为基体的Ni基WC涂层经激光重熔后形成涂层的显微组织、硬度和耐磨性.结果表明:涂层经激光重熔处理后,WC颗粒部分分解形成W_2C,同时形成新的硬质相和共晶组织.涂层中包含γ固溶体和W_2C、Ni_3B、Cr_73、Cr_(23)C_6和(Fe,Ni)_(23)C_6等化合物;有效地改善了涂层的性能.