铜材表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/Cu-Cr3C2/Co梯度涂层

目的提高铜合金的表面硬度,改善其耐磨性能。方法利用激光表面合金化和激光熔覆工艺在铜合金表面制备出Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪,系统分析了合金化过渡层与熔覆层的物相构成及显微组织,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对梯度涂层的显微硬度和耐磨性进行评估。结果合金化过渡层组织致密且具有单一柱状晶结构,主要由α-(Cu,Ni)固溶体、Ni_3Al和Ni Al构成。Cr_3C_2/Co复合熔覆层中分布着未熔Cr_3C_2颗粒,且以未熔Cr_3C_2颗粒为中心,四周有大量呈杆状(或针状)的M_(23)C_6和M_7C_3型碳化物,这种碳化物可以有效提高熔覆层的硬度。梯度涂层的显微硬度从基体的80HV逐渐增加到熔覆层的640HV,梯度涂层的摩擦磨损失重仅为铜合金基体的1/8。铜基体的磨损表面发生大规模破坏并形成大量磨屑,其磨损机制主要是粘着磨损;Cr_3C_2/Co喷涂层由于内部结合力较弱,出现了大量的疲劳磨损面,其磨损机制为表面疲劳磨损;而Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层的磨损表面比较平整,只存在轻微的"犁沟",其磨损机制为典型的磨粒磨损。结论梯度涂层由于Cr_3C_2、M_(23)C_6及M_7C_3相的存在,显微硬度和耐磨性能显著提高。同时,涂层的成分与性能均呈一定的梯度变化,改善了铜基体与涂层的相容性。     

冷喷涂铝涂层及其耐磨性能研究

利用冷喷涂工艺在镁合金表面喷涂纯铝涂层,结合SEM分析粉末的微观形貌及涂层的显微组织,用图像分析软件Ipp6对涂层气孔率进行测定,用拉伸试验测定镁合金基体与涂层的结合强度,通过摩擦试验研究涂层的摩擦磨损性能并对其磨损机理进行分析。结果表明:涂层厚度均匀、组织较致密;平均粒径较小的粉末形成的涂层硬度较高,体积磨损量较低,耐磨性能较好。     

冷喷涂技术制备多孔钛涂层的研究

结合高速高压冷喷涂技术和真空蒸馏技术,在钛合金基体表面制备一种多孔钛涂层,并对涂层的显微结构进行研究。结果表明,多孔钛涂层的体积孔隙率达50%,孔状结构为贯通型,孔径分布范围为30~100μm。     

激光重熔对镍基热喷涂涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂制备2 mm厚的Ni Cr BSi-WC12Co涂层,并用3 k W光纤激光器对涂层进行重熔处理正交试验。对涂层组织、硬度、耐磨性等进行检测。结果表明:经激光重熔后,涂层的缺陷减少,耐磨性得到改善;激光重熔对激光功率较敏感,随着激光功率增大,结合强度增加,涂层缺陷也随之增加,涂层硬度先升高后下降,存在最大值;预热400℃时,涂层硬度能达到最高点,且裂纹得到较好控制;激光重熔涂层耐磨性能较HVOF涂层提高明显。     

铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层

利用激光表面合金化和宽带激光熔覆工艺在铜基体表面制备出由Cu-Ni合金化层和NiCrBSi熔覆层组成的梯度涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及显微硬度计,系统分析合金化层与熔覆层的物相构成、显微组织及硬度。结果表明:合金化层与铜基体之间的界面呈"锯齿状",在合金化层近基材底部是一种不规则的层状结构;在合金化层中,Ni、Cu元素发生充分互溶,使合金化层的热导率降低至Cu基体的1/9,有效提升铜表面NiCrBSi熔覆层的成形能力;同时,NiCrBSi熔覆层组织致密,其强化相由γ-Ni、Cr B、M_(23)C_6及Ni_3Si构成,显微硬度明显提高,平均值达到400HV,是铜基体硬度的5倍。从铜基体到NiCrBSi熔覆层,显微硬度呈梯度增加,涂层具有里韧外硬的特征。     

AZ80镁合金表面冷喷涂316L和420不锈钢涂层研究

在AZ80镁合金表面采用冷喷涂技术分别制备316L和420不锈钢耐磨涂层,对粉末粒子的沉积行为以及不锈钢涂层的结合界面、相结构、硬度、断裂韧性、摩擦性能等进行对比分析。结果表明:在结合界面,316L与420的粒子可以内嵌到镁合金基体,形成机械咬合的结构;420涂层的硬度高于316L涂层,其断裂韧性低于316L涂层;不锈钢涂层的磨损率较AZ80镁合金下降1个数量级,420涂层比316L涂层表现出更好的耐磨性。     

镁合金表面纳米ZrO2涂层的制备及其性能研究

为提高镁合金的耐磨耐蚀性能,采用大气等离子喷涂技术在AZ80镁合金表面制备纳米ZrO_2涂层。利用SEM分析纳米喷涂粉末形貌和涂层显微结构,用球盘式摩擦磨损实验机考察涂层的摩擦磨损性能,并通过电化学测试和盐雾腐蚀试验测试涂层耐蚀性能。结果表明:大气等离子喷涂纳米ZrO_2涂层与镁合金基材的结合强度达到(28±6)MPa,显微硬度为(840±62)HV,磨损率为3.3×10~(-5)mm~3/(N·m),其耐磨性较传统的微米ZrO_2涂层提高1倍,较镁合金基材提高1个数量级。封孔后的纳米ZrO_2涂层在200 h盐雾腐蚀试验后未出现明显的腐蚀迹象。     

激光熔覆再制造镍基高温合金气门的组织和性能研究

采用激光熔覆技术对磨损失效的Nimonic 80A气门进行修复。利用金相显微镜观察熔覆层组织,用扫描电镜和能谱仪对熔覆层进行组织和成分分析,研究熔覆层硬度的变化,采用渗透探伤检测熔覆层表面缺陷,对合格的再制造气门进行装机考核实验。结果表明:激光熔覆层组织主要由柱状树枝晶和枝晶间的共晶组织组成,熔覆层和基体之间形成冶金结合,熔覆层内部无气孔和微裂纹等缺陷;熔覆层平均硬度较基体提高了37.7%;再制造气门的耐磨性是新气门的1.5倍。     

工艺参数对蠕墨铸铁激光熔凝淬火带裂纹率和形貌的影响

采用3 kW固体光纤激光器在蠕墨铸铁基体上进行了激光熔凝淬火试验,分析了淬火带的裂纹率、熔凝区形貌、显微硬度和组织.结果表明,当保护气体流量一定时,提高激光功率或降低扫描速率有利于降低激光熔凝淬火带的裂纹率;而激光功率一定时,不同的扫描速率对应的最佳保护气体流量大小不同.随着激光功率的增加,淬火带形貌会向基体扩展,扩展规律是先主要沿熔凝区宽度和深度方向扩展,然后沿其它方向扩展,到一定程度后,又沿着宽度和深度方向扩展,如此循环,熔凝区总面积不断增加,淬火带形貌也由扁平状逐步变化为帽子状.     

城市轨道交通换乘导向系统服务设计研究

目的优化大型城市的轨道交通枢纽站换乘功能。方法从服务设计的视角出发,运用服务设计的方法和工具,以北京东直门枢纽站为例,发现轨道交通线路之间换乘过程中服务接触点的"断层面"和"缺口点"。结论针对这些问题,提出轨道交通换乘"知行合一"的服务策略与方案设计,通过优化换乘导向系统,提高乘客换乘的效率与安全感,降低无效换乘路线和时间,从而提升乘客换乘体验的满意度。