氩弧熔覆Fe基复合涂层的组织与性能

利用氩弧熔覆技术,以Ti粉、C粉、Fe粉为原料在Q235钢基体表面上原位合成高硬度复合涂层.采用金相显微镜观察分析涂层显微组织,利用洛氏硬度仪测试熔覆层的硬度.结果表明:熔覆层组织由树枝晶、等轴晶组成,TiC主要分布于晶粒内和晶界处,涂层显微硬度随TiC含量的增加而增大.     

氩弧重熔技术的研究进展

简述了氩弧重熔技术的原理、工艺特点,并以铸铁、钢以及铝镁金为例概述了氩弧重熔对涂层性能的影响,同时阐述了TIG焊电弧重熔对焊接接头性能的影响,而且对氩弧重熔工艺在列车转向架和耐空泡腐蚀材料的改性加工方面的应用做了综合性介绍,最后指出氩弧重熔技术存在的问题,以期促进该技术的进一步发展,指导实际应用.     

FeCrBSiWNb喷涂层的钨极氩弧摆动重熔处理

目的设计一种新型的FeCrBSiWNb高速电弧喷涂涂层的钨极氩弧摆动重熔工艺,解决传统钨极氩弧无摆动重熔层单道宽度窄且不均匀、多道搭接处易出现气孔及裂纹等问题。方法通过几何分析和计算设计摆动重熔工艺,并制备FeCrBSiWNb重熔层,利用XRD衍射仪、光学显微镜、扫描电镜对摆动重熔层的相结构、显微组织进行表征,用显微硬度仪对其纵截面的显微硬度进行测量。结果设计的钨极氩弧摆动重熔工艺参数:电流53~55A,钨极移动在X方向移动速度65~68mm/min,Y方向移动速度485~500mm/min。摆动重熔层内部无裂纹且单道宽度增大,FeCrBSiWNb重熔层的基体组织由马氏体、残余奥氏体、Fe-Cr固溶体组成,硬质相由硼化物及拉弗斯相组成,重熔层存在固溶强化、析出强化等多种强化方式。重熔层、热影响区、母材的显微硬度分别是820HV0.3、563HV0.3、242HV0.3。结论所设计的新型摆动重熔工艺增大了单道重熔层宽度,进而有效解决了重熔层内部残余应力大易导致裂纹产生的问题。     

氩弧重熔铁基合金粉末喷涂层的组织与性能

在铁基合金粉末中加入一定量的铬铁和不同量的碳化钨,采取火焰喷涂在Q235钢表面制备3种复合粉末喷涂层,然后对其进行氩弧重熔,用光学显微镜对重熔层显微组织进行观察,测定重熔层的硬度和耐磨性。结果表明,铁基合金粉末重熔层与基体形成了良好的冶金结合,熔化区的组织从表面到靠近结合区依次为细小的树枝晶,大小均匀的等轴晶,粗大的树枝晶。结合区比较光亮狭小,以平面晶生长。热影响区为粗大的魏氏体组织。在CrFe加入量为9%的情况下,重熔层表面硬度随WC含量的的增加先增加后减小,WC加入量为15%时,洛氏硬度达到最大值64.4 HRC,耐磨性最好。     

氩弧熔覆 TiC 颗粒增强 Fe 基涂层组织性能研究

目的研究氩弧熔覆条件下TiC颗粒增强Fe基涂层的组织和性能。方法在Fe45自熔性合金粉末中添加TiC颗粒,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出含TiC颗粒增强的Fe基合金复合涂层,并对熔覆层的显微组织结构、硬度分布及耐磨性能进行分析研究。结果复合涂层是由(Fe,Ni)形成的枝晶和枝晶间的(Fe,Cr)23(C,B)6,Fe3(C,B)共晶组织以及TiC增强颗粒组成,TiC颗粒细小弥散分布在基体金属内,部分TiC颗粒聚集生长为棒状、十字状和放射状。结论熔覆层的显微硬度最高可达980HV,较Q235钢提高了4倍,耐磨性提高了约11倍。     

铸铁表面钨极氩弧重熔强化的研究

为了提高铸铁表面的耐磨性,以ＨＴ２００为试验材料,用钨极氩弧对其进行了局部重熔强化的系统研究,提出了相关工艺参数对重熔处理后表层组织和影响规律。同时与镍基自熔合金喷焊及铸铁激冷处理表面强化法做了对比试验,结果表明,铸铁钨极氩弧重熔后激冷后是有效提高其耐磨性,发挥自身潜力,降低成本的一项新工艺。     

电弧喷涂Fe-Cr-B涂层的钨极氩弧重熔处理

采用高速电弧喷涂技术及钨极氩弧重熔技术分别制备Fe-Cr-B喷涂层及其重熔层,采用X射线衍射仪、金相显微镜、X射线残余应力测试仪、显微硬度仪、动载磨料磨损试验机、扫描电子显微镜分别对喷涂试样及重熔试样的相结构、微观组织、残余应力、纵截面硬度、耐磨性及磨损表面形貌进行观察与测试。结果表明,重熔处理后,电弧喷涂Fe-Cr-B涂层的组成由Fe基非晶和硼化物相转为Cr_2B、(Cr,Fe)_2B、α-Fe相,涂层与基体由机械结合转为冶金结合,重熔试样由表层至基体的显微组织分别是初生硼化物以及共晶组织、共晶硼化物+马氏体+奥氏体、初生奥氏体以及共晶组织、热影响区组织。重熔处理后,涂层显微硬度由689 HV0.1上升为960 HV0.1,磨损失重率由0.088 g/(cm~2·min~(-1))降为0.004 6 g/(cm~2·min~(-1))。喷涂层的磨粒磨损机制主要是微断裂,重熔层的磨粒磨损机制主要是变形磨损和微切削。     

金属及表面强化层氩弧重熔工艺研究进展

作为一种应用十分广泛的金属材料表面后处理工艺,氩弧重熔技术具有均匀金属材料的表层组织、减缓焊接接头的残余应力、改善金属基体与强化层之间的界面结合状态等优点,在一定程度上可以提高金属及表面强化层的性能.综述了氩弧重熔工艺的原理、特点及工艺参数(重熔电流、移动速度、氩气流量和电弧长度)对重熔效果的影响,着重介绍了氩弧重熔技术在金属表面(铸铁、钢和合金)及其表面强化层(涂层、热浸镀层、渗层和堆焊层)后处理过程中的应用进展.最后探讨了金属及表面强化层氩弧重熔工艺的发展方向:1)强化内在机理研究及界面反应状态研究;2)完善快速凝固理论和界面结构研究;3)提升强化层的结构设计与氩弧重熔工艺条件的契合度;4)加强相关的数值模拟研究.     

氩弧熔覆WC-钢结硬质合金涂层组织性能研究

采用改进的电弧喷涂技术和氩弧重熔工艺在45钢基体上制备WC-钢基复合熔覆层.利用光学显微镜、SEM、XRD对复合层的组织和磨损表面进行分析;用MM-200型磨损试验机测试了熔覆层在室温下的干滑动摩擦磨损行为特性,并探讨了其磨损机理.结果表明,电弧喷涂层由堆积的变形粒子组成,与基体为机械结合,涂层具有层状叠加组织结构,其中孔隙较多.重熔后所得熔覆层中弥散分布着强化相粒子,与基体为冶金结合,组织致密,缺陷少:熔覆层磨损机制主要为微切削和轻微剥落.     

重熔对 NiCrBSi 涂层组织及高温耐磨性能的影响

目的改善Ni Cr BSi涂层的组织及高温耐磨性能。方法采用等离子喷涂在45号钢基体上制备Ni Cr BSi涂层,并用氩弧对其进行重熔处理。利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对喷涂层与重熔层的形貌、微观组织、成分与物相进行分析。采用显微硬度仪与纳米压痕仪测试涂层的硬度、弹性模量,并计算出涂层的断裂韧性。通过室温、300℃、500℃的摩擦磨损试验评价和比较喷涂层与重熔层的耐磨性能。结果重熔层各元素分布较均匀,主要由γ-(Fe,Ni)、Cr2B、Mn5Si2和α-Fe等物相组成。重熔层由喷涂层的层状结构转变为致密的铸态组织,孔隙率由7.2%降低至0.4%,重熔层与基体之间形成了冶金结合。涂层重熔后硬度由724HV降低至608HV,但是弹性模量与断裂韧性分别由161.15 GPa和0.63 MPa·m~(1/2)提高至195.92 GPa和7.18 MPa·m~(1/2)。结论重熔处理改善了涂层的组织,使得重熔层在室温、300℃、500℃的耐磨性能均优于喷涂层。随着温度的升高,喷涂层氧化脱落越来越严重,而重熔层无明显氧化脱落。     

筛分板表面氩弧熔覆修复研究

通过金相显微镜观察、硬度及耐磨性测试,研究了涂层厚度、焊接电流对熔覆层组织、力学性能的影响。结果表明：基体与熔覆层连接处形成良好的冶金结合;在熔覆层厚度为3 mm,焊接电流为150 A时,显微组织中有大量的奥氏体与碳、硼化物共晶,熔覆层硬度和耐磨性很好。     

氩弧熔覆Ti-C-WC增强镍基复合涂层组织和性能分析

以Ti粉、C粉、WC和Ni60A粉末为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面成功制备出Ni基增强相复合涂层,应用OM,SEM,XRD对复合涂层的显微组织和物相进行了分析.结果表明,复合涂层物相由TiC和(Ti,W)C颗粒,γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间的M23C6共晶组织组成,TiC颗粒相细小弥散的分布在基体上,颗粒尺寸大约1.5μm.显微硬度和耐磨性测试结果表明,涂层的显微硬度较基体Q235钢提高4倍以上;常温干滑动磨损条件下,复合涂层具有优异的耐磨性.     

AlN对铁基合金等离子喷焊层组织和摩擦磨损性能的影响

目的加入AlN提高铁基合金的摩擦磨损性能。方法采用PTA-400E3-HB等离子喷焊设备在Q235钢表面制备添加AlN的铁基合金喷焊层。通过光学显微镜、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）研究喷焊层的组织和相结构。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和台阶仪对喷焊层的硬度和摩擦磨损性能进行测试。结果添加AlN的喷焊层主要物相为α-Fe、γ-Fe和（Fe,Cr）₇C₃。未添加AlN的喷焊层由等轴晶组成,添加AlN的喷焊层呈现柱状树枝晶,且随AlN量增加,树枝晶组织愈加粗大。添加1%AlN喷焊层的平均显微硬度最高,为（890.1±46.8）HV_0.3,比铁基喷焊层的显微硬度高131.6HV_0.3;当AlN含量增加,未转变奥氏体量增加,导致喷焊层的硬度降低。加入AlN的喷焊层的摩擦系数均降低,摩擦系数稳定在0.40～0.57之间。当AlN添加量为3%时,喷焊层的磨损形貌最光滑,磨损率为1.15×10^-14 m³/（N·m）。添加AlN后,喷焊层的磨损机理从之前的粘着磨损变为磨粒磨损。结论添加AlN能提高铁基喷焊层的摩擦磨损性能。     

电火花沉积 Fe 基涂层的组织及耐磨性能

通过电火花沉积技术在P20模具钢表面制备了Fe基涂层,利用SEM,XRD及摩擦磨损试验机等分析了涂层的组织结构、显微硬度及耐磨性能。结果表明:电火花沉积Fe基涂层组织均匀、致密;涂层中靠近界面处的组织为柱状枝晶,而涂层中上部组织为超细晶粒。涂层的平均硬度为637.1HV0.1,相比基体提高了1倍;涂层耐磨性优于基体,涂层中弥散分布的Cr7C3,CrB及Fe3C等硬质是Fe基涂层硬度及耐磨性提高的主要原因。涂层的磨损机理主要为磨粒磨损的微切削和疲劳磨损。     

灰铸铁凸轮轴表面早期麻点形成原因分析

分析研究了灰铸铁凸轮轴经氩弧重熔工艺处理后,约５０００ｋｍ正常行驶后个别轴局部区域出现早期麻点与部分剥落面失效,结果证明早期失效的原因为氩弧重熔工艺不稳定所致。     

氩弧熔敷原位合成(Ti,Nb)C增强金属基复合涂层组织与抗磨性能

以钛粉、碳粉、铌粉和Ni60A粉末为原料,利用氩弧熔敷技术在16Mn钢基材表面成功制备出镍基增强相复合涂层,应用OM,SEM,XRD对复合涂层的显微组织和物相进行了分析,并测试了不同载荷作用下的磨损性能.结果表明,熔敷层与基体结合无气孔、裂纹等缺陷,呈冶金结合,复合涂层物相由（Ti,Nb）C颗粒、γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间的Cr23C6共晶组织组成.随着载荷增加复合涂层磨损质量损失缓慢增大,16Mn钢磨损质量损失迅速增大,熔敷涂层的耐磨性较基体提高近11倍,其磨损机制主要为擦伤式磨损.     

合金铸铁凸轮轴氩弧重熔淬火硬化层的磨损试验研究

研究了合金铸铁凸轮轴氩弧重熔淬火后强化层的组织、耐磨性及磨损机理,试验结果表明,合金铸铁凸轮轴氩弧重熔硬化层具有较高的抗擦伤性能和疲劳磨损性能,优良的热稳定性和莱氏体枝晶显著细化是提高耐磨性的主要因素。