NiCrBSi超音速火焰喷涂层在不同温度下的磨损行为

采用超音速火焰喷涂在铸铁表面制备了NiCrBSi喷涂涂层,以研究其在不同温度下的摩擦磨损行为. 采用pin-on-disc试验设备在室温和300 ℃下对NiCrBSi涂层进行了摩擦磨损试验,分析了温度对NiCrBSi涂层摩擦系数和磨损率的影响规律;采用XRD和SEM对NiCrBSi喷涂态涂层进行了微观组织结构分析;通过SEM对涂层磨损样品的表面和截面进行了微观组织观察,探索涂层在不同温度下的磨损机制. 结果表明,NiCrBSi涂层结构致密,具有典型的喷涂层状结构,主要由γ-Ni相、Cr₇C₃相、Ni₃B相和CrB相组成;孔隙率为1.11%,硬度为742 HV0.1 ± 24 HV0.1. NiCrBSi涂层在室温下发生明显的粘滑现象,随着试验温度的升高,涂层的摩擦系数降低;升高的试验温度导致涂层硬度降低,涂层磨损率升高,耐磨性能下降. 涂层在室温及300 ℃下的磨损机制由磨粒磨损和疲劳磨损组成,随着温度的升高,磨粒磨损越加严重.     

金刚石钎涂技术在过流部件上的应用研究

过流部件在服役过程中常因表面磨损而失效,与传统耐磨处理方法相比,采用金刚石钎涂技术处理后的过流部件使用寿命显著提高.采用钎涂技术分别制备NiCrBSi、NiCrBSi/WC、NiCrBSi/金刚石耐磨钎涂层,涂层与基体冶金结合良好,NiCrBSi涂层生成碳化铬、硼化铬、硼化镍等强化相,NiCrBSi/WC涂层中WC颗粒的分布密度由涂层表面至底部逐渐增大,NiCrBSi/金刚石涂层中金刚石颗粒均匀弥散分布;在相同磨损试验条件下,NiCrBSi/金刚石涂层失重约为NiCrBSi涂层的1/5、NiCrBSi/WC涂层的1/3,这表明NiCrBSi/金刚石涂层具有优异的耐磨性.将金刚石钎涂技术在农机触土部件旋耕刀、螺旋输送机叶片上进行工程应用,经现场试验验证,金刚石钎涂旋耕刀和金刚石钎涂螺旋叶片的耐磨性及使用寿命得到了大幅提高.为金刚石钎涂技术将来在其他过流部件上的应用与推广提供了理论参考和实践经验.     

等离子喷涂Al_2O_(3p)/NiCrBSi涂层优化设计

利用二次回归正交组合设计法优化喷涂工艺参数,建立了等离子喷涂Al2O3p/NiCrBSi复合材料涂层冲蚀磨损失重率的二次回归方程.研究了等离子喷涂参数对涂层冲蚀磨损失重率的影响.结果表明,利用Matlab软件编程计算,优化等离子喷涂参数,明显提高了涂层的抗冲蚀磨损性能.为等离子喷涂制备以氧化铝(Al2O3)颗粒增强金属基(NiCrBSi)复合材料涂层(Al2O3p/NiCrBSi)的实际应用提供必要的理论依据和技术数据.     

陶瓷/金属复合耐磨涂层的微观结构与磨损性能分析

采用大气等离子喷涂技术在铸铁基体表面制备WC／NiCrAl和WC／NiCrBSi涂层试样，并从微观结构、显微硬度和磨损性能等方面测试涂层性能。结果显示，在磨损性能方面，以NiCrBSi为粘结金属的涂层优于以NiCrAl为粘结金属的涂层；WC含量高的涂层优于WC含量低的涂层。并探讨了涂层的磨损机理和磨损性能的变化规律，从而为耐磨涂层的设计提供指导。     

激光熔覆NiCrBSi/Ag复合涂层 结构及空间摩擦学性能

目的 提高钛及钛合金的空间摩擦学性能,拓展钛及钛合金在空间技术领域的应用范围。方法 用激光熔覆技术在纯钛基材表面制备了NiCrBSi/Ag复合涂层。用X-射线衍射仪、扫描电镜和高分辨透射电镜分析涂层的物相组成、显微组织结构和晶体结构。用空间摩擦学实验系统对NiCrBSi/Ag复合涂层在真空、原子氧和紫外辐照三种模拟空间环境以及大气环境下的摩擦学性能进行系统的研究。采用扫描电镜和能量色散光谱仪对摩擦测试后NiCrBSi/Ag复合涂层的磨痕形貌和对偶不锈钢钢球的磨痕形貌及元素面分布进行分析。深入探讨NiCrBSi/Ag复合涂层在三种模拟空间环境及大气环境下的磨损机理。结果 在纯钛基材表面通过激光熔覆制备的NiCrBSi/Ag复合涂层主要物相组成为NiTi、Ni3Ti、Cr2Ni3、Cr3Si、TiB2、Cr-Ni-Ti-Fe、Ag相,显微结构主要为等轴晶和枝状晶组织。复合涂层具有较高的显微硬度,涂层截面平均显微硬度约为830HV0.2,约是钛基材硬度的4.4倍。复合涂层在真空、原子氧和紫外辐照模拟空间环境下的摩擦系数和磨损率均小于大气环境下的值。在三种模拟空间环境下,相对于纯钛基材,复合涂层的磨损率约小2个数量级。复合涂层在真空、原子氧和紫外辐照模拟空间环境下的磨损机理为粘着磨损和磨粒磨损,在大气环境下的磨损机理主要为磨粒磨损。结论 NiCrBSi/Ag复合涂层可以显著提高纯钛基材在真空、原子氧和紫外辐照三种模拟空间环境以及大气环境下的摩擦学性能。     

热处理对钽强化激光熔覆NiCrBSi涂层的影响

通过在激光熔覆NiCrBSi涂层(Ni60)中添加钽(Ta)元素来提高900℃热处理后涂层的耐磨性.研究了900℃热处理对激光熔覆NiCrBSi和钽强化NiCrBSi复合涂层显微组织、硬度以及耐磨性能的影响.利用带能谱仪的扫描电镜和衍射仪分析涂层的显微组织和物相.通过盘-销实验评价涂层的耐磨性.结果表明:经过900℃热处理后涂层中的M7C3和M23C6发生了分解,钽强化复合涂层和纯NiCrBSi涂层中的硬度都有所下降,但由于复合涂层中原位生成的TaC未发生分解,使得其硬度和耐磨性都高于纯NiCrBSi涂层.     

超音速等离子喷涂Mo及Mo+30%(NiCrBSi)涂层的耐磨性能研究

采用超音速等离子喷涂在Al-10Si合金基体上制备纯Mo和Mo 30％(NiCrBSi)涂层试样,通过对涂层微观组织、显微硬度、结合强度和环块滑动摩擦磨损等试验表明,在边界润滑条件下,含Mo涂层表现出良好的耐磨和减摩性能。Mo 30％(NiCrBSi)涂层综合性能优于纯Mo涂层,涂层中的Ni-Cr固溶体对涂层具有固溶强化作用及铬的硼化物(Cr2B)、碳化物(Cr3C2)等硬质相的弥散强化,提高了涂层的硬度,起到了耐磨支撑作用。     

热处理对钽强化激光熔覆NiCrBSi涂层的影响

通过在激光熔覆NiCrBSi涂层(Ni60)中添加钽(Ta)元素来提高900℃热处理后涂层的耐磨性。研究了900℃热处理对激光熔覆NiCrBSi和钽强化NiCrBSi复合涂层显微组织、硬度以及耐磨性能的影响。利用带能谱仪的扫描电镜和衍射仪分析涂层的显微组织和物相。通过盘-销实验评价涂层的耐磨性。结果表明:经过900℃热处理后涂层中的M7C3和M23C6发生了分解,钽强化复合涂层和纯NiCrBSi涂层中的硬度都有所下降,但由于复合涂层中原位生成的TaC未发生分解,使得其硬度和耐磨性都高于纯NiCrBSi涂层。     

热喷涂NiCrBSi基耐磨涂层的研究进展

磨损失效是工业生产及材料使用寿命最主要的消耗方式之一,通过热喷涂表面涂层技术提高摩擦副表面摩擦磨损性能受到越来越多的关注。作为一种重要的表面处理技术,热喷涂在防腐、耐磨等方面均有出色的表现。NiCrBSi是以Ni、Cr为主要组元的Ni基自熔性合金,近年来,NiCrBSi基涂层在制备方法、性能表征和应用推广等方面都取得了重要进展。本文主要论述了热喷涂NiCrBSi和NiCrBSi-Mo涂层的自润滑性能、NiCrBSi-碳化物涂层的硬质相增强效果、NiCrBSi-氧化物涂层综合性能等方向的研究现状,分别对火焰重熔、激光重熔、炉内重熔及感应重熔NiCrBSi基涂层的原理、特点及相关应用实例进行了阐述,分析了这四种后处理重熔态涂层结构与磨损性能,着重比较添加组元和重熔工艺对涂层的组织结构、力学性能和耐磨损性能等方面的影响规律,并阐明了各自在机理上的异同。最后总结了NiCrBSi基耐磨涂层研究面临的主要问题,并针对这些问题,从材料、工艺和后处理方面提出了三点展望性建议。     

稳恒磁场对超音速等离子喷涂NiCrBSi涂层组织和性能的影响（英文）

在稳恒磁场作用下,在45钢上喷涂了NiCrBSi涂层,并研究了NiCrBSi涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。在稳恒磁场条件下,涂层的孔隙率显著降低,没有形成新物相,但γ-Ni、FeNi₃、Ni₃Si₂相中出现了择优取向。此外,涂层内的磁畴变得更为活跃,更容易随着外部磁场的细微变化而有序排列。涂层截面显微硬度显著提高,表面残余应力波动明显,涂层的磨损量降低了近13.6%。实验结果表明,稳恒磁场可以有效地改善涂层质量。此外,探讨了稳定磁场下喷涂提高Ni基涂层性能的机理。     

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。     

Phase transformation of NiCrBSi–WC and NiBSi–WC arc sprayed coatings

The coating microstructures of electric arc sprayed NiCrBSi–WC and NiBSi–WC coatings were investigated. It was found that, for NiCrBSi–WC coating, the resulting microstructure consists of NiCr, NiCrW solid solutions and WC/W₂C as major phases. For NiBSi–WC coating, the major phases are Ni, NiW solid solution and WC/W₂C. Some B is present within the coatings as inclusions. The amount of WC/W₂C was reduced in both coatings due to the formation of the NiCrW and NiW solid solutions containing a large amount of W. Precipitation of W-rich phase from NiCrW and NiW solutions was also observed but the transformation is restricted by the fast cooling rate characteristic of the spraying process. There is more dissolution of WC/W₂C into the matrix in NiBSi–WC coating resulting in a greater reduction in the microhardness of this coating. Wear test results, however, show that even though the NiBSi–WC coating possesses lower microhardness, it is more effective against dry sliding wear than the NiCrBSi–WC coating, owing to better metallurgical bonding between the matrix and the carbide as a result of WC/W₂C dissolution.     

Microstructures and erosion resistance of plasma-sprayed WCp/NiCrBSi composite coatings

WCp/NiCrBSi composite coatings have been deposited by plasma spraying with the mixed powders of WC-12Ni and NiCrBSi. The coatings consist mainly of WC, γ-Ni, Ni3B, CrB, Cr2B, M7C3, M23C6 and W2C phases. The W2C content increases with increasing WC mass fraction in the powders. The porosity and microhardness of the coatings are related to the coating WC content. The excessive WC results in decreasing the microhardncss due to increasing the porosity. The WCp/ NiCrBSi coating with 35 % WC mass fraction powder has more excellent erosion resistance. With an increase of impact angles from 15°to 90°the erosion rate of the coating increases, the erosion rate at 15°impact angle being approximately two times lower than that at 90°impact angle. Based on the wear morphology of the coatings at different impact angles, the wear mechanisms were discussed.     

等离子弧堆焊铁基熔覆层组织结构与磨损行为

设计开发了一种铁基(含Cr,Mo,C,B,Si,Mn等元素)多元合金粉末,采用等离子弧堆焊(PTAW)技术在AISI304L不锈钢表面制备相应熔覆层,通过XRD,SEM,EDS及磨粒磨损试验机等对熔覆层微观组织结构和磨损行为等进行表征,并与传统NiCrBSi和NiCrBSi+25%WC粉末的PTAW熔覆层进行了对比研究.结果表明,所设计的铁基合金熔覆层成形良好,基体组织由Fe-Cr固溶体相与γ-Fe相构成,其间包裹着大量弥散分布的富钼硼化物和M₂₃(B,C)₆硬质相,对熔覆层组织能够起到有效的支撑和强化作用.铁基熔覆层的宏观硬度平均值高达64.2HRC,其相对耐磨性明显优于NiCrBSi+25%WC熔覆层,并达到NiCrBSi熔覆层的8倍以上.     

PREPARATION AND ITS WEAR RESISITANCE OF WC-Co/NiCrBSi METALLURGICAL BONDED COMPOSITE COATING

1-IntroductionModernengineeringaPplicationsshowthatagreatamountofdamageisrelatedtosurfaCewear.Itispossibletoprotectitagainstwearbyusingcoatingtechniques.Theadvanagesofcoatingarealongerperformancelifetimeresultingfromoptimizedmateria1combinationsandaconsequelltreductionofcost-Thesurfacepropertiesofstructuralcomponentshavesostronginfluenceontheirperformancethatseveralsurfacetechniqueshavebeenwidelyusedinindustries,suchasthermalspraying,surfaceoverlaying,deposition(PVD,CVD)[','j,andsoon-Therm…     

Improvement of the oxidation and wear resistance of pure Ti by laser cladding at elevated temperature

NiCrBSi and NiCrBSi/WC-Ni composite coatings were produced on pure Ti substrates by the laser cladding technology. Thermal gravimetric (TG) analysis was used to evaluate the high temperature oxidation resistance of the laser cladding coatings. The friction and wear behavior was tested through sliding against the Si₃N₄ ball at elevated temperatures of 300 °C and 500 °C. Besides, the morphologies of the worn surfaces and wear debris were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and three dimensional non-contact surface mapping. The results show that the microhardness, high temperature oxidation resistance and high temperature wear resistance of the pure Ti substrates are greatly increased. For the pure Ti substrate, the wear behavior is dominated by adhesive wear, abrasive wear and severe plastic deformation, while both laser cladding coatings, involving only mild abrasive and fatigue wear, are able to prevent the substrates from severe adhesion and abrasive wear. In particular, the laser cladding NiCrBSi/WC-Ni composite coating shows better high temperature wear resistance than the NiCrBSi coating, which is due to the formation of a hard WC phase in the composite coating.     

纳米稀土对热喷涂WC-12Co涂层的改性作用

利用超音速火焰喷涂技术在45钢基体上制备了不同纳米稀土含量的WC-12Co涂层。通过物相分析并测定材料的显微硬度、结合强度、磨损性能,研究纳米稀土对WC-12Co涂层的改性作用。结果表明:适量纳米稀土的加入使WC-12Co涂层的显微硬度和结合强度显著提高,并且纳米稀土的加入有效地抑制了WC颗粒的脱碳,使组织细化。当纳米稀土含量在1.5wt%时,涂层的耐磨性最好。     

TC4钛合金表面激光合金化涂层的组织与耐磨性能

采用WC(含碳量0.1wt%)、Ni、Si混合粉末为原料,利用激光合金化技术在TC4钛合金表面原位制备了含WC、Ni、Si的涂层,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与能谱分析(EDS)等方法分析了涂层的组织与成分,用HXD-1000B型维氏显微硬度计和MMW21型立式万能摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明:利用优化后的激光合金化参数制备出的含WC量较多的涂层,其整体均匀致密、无裂纹,且与TC4合金基材呈冶金结合;涂层物相主要由α-Ti、Ti₅Si₃、WC和TiNi组成;涂层硬度为950 HV0.2,平均摩擦因数为0.2,平均磨损量为0.308 mg,耐磨性显著提高。     

等离子熔覆添加和内生联合WC颗粒增强铁基涂层的组织和性能

采用等离子熔覆技术,以铸造碳化钨、钨铁粉、镍包石墨和铁基合金粉为原材料,在Q235钢基体上制备了外加和内生联合WC颗粒增强铁基复合涂层,通过扫描电镜和能谱分析、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验对其微观组织、物相组成、硬度和耐磨性能进行了表征。结果表明,在优化的工艺参数下,可以获得与基体冶金结合良好的涂层,硬质相除外加的WC颗粒,还有内生的WC、W₂C、W₃C、Fe₃W₃C和Fe₂W₂C等;随着混合粉末中除外加WC之外的W含量增加,熔池中合金液密度增大,可以减弱外加WC颗粒下沉;当W含量达到15%时,外加WC颗粒均匀分布在涂层中,没有团聚现象发生,且在外加WC颗粒周围有细小的原位WC颗粒生成,涂层的显微硬度和耐磨损性能显著提高,涂层的平均硬度约为1300 HV0.2,耐磨性为Q235钢基体的10倍。