WC颗粒尺寸对超音速火焰喷涂WC–10Co4Cr涂层组织及力学性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术(high velocity oxygen-fuel, HVOF)制备了纳米结构、亚微米结构及常规结构的WC-10Co4Cr涂层, 研究了沉积过程中颗粒尺寸对WC脱碳行为的作用, 分析了WC颗粒尺寸对复合涂层微观组织、硬度、断裂韧性及界面结合强度的影响。结果表明: 随着WC颗粒尺寸的增大, WC脱碳率和涂层孔隙率先增大后减小, 而涂层硬度和断裂韧性先减小后增大, 界面结合强逐渐降低。在100 g压痕载荷下, 亚微米和常规结构涂层硬度的Weibull分布呈双峰特征, 而在300 g压痕载荷下, 3种结构涂层硬度的Weibull分布均呈单峰特征, 这是3种结构涂层的WC脱碳程度、层间结合力和孔隙率综合作用结果。WC-10Co4Cr纳米结构涂层呈现出低脱碳率、高硬度、高界面结合强度和适中断裂韧性的优异综合性能。     

WC晶体结构特征对HVOF喷涂纳米结构WC-CoCr涂层组织及性能的影响

为提高纳米结构WC-CoCr涂层的综合力学性能,采用超音速火焰喷涂（HVOF）工艺制备纳米结构和超细结构WC-CoCr涂层。探讨了不同晶体特征的WC粉末对颗粒飞行和沉积变形过程的脱碳行为、涂层微观组织及力学性能的影响。结果表明：含有高密度位错的超细WC粉末在喷涂过程中发生了严重的氧化脱碳,形成了大量的W₂C相,涂层孔隙率较大,断裂韧性显著降低。而含有显著孪晶的纳米WC颗粒具有抑制WC脱碳和增强涂层断裂韧性的作用,纳米结构涂层呈现低脱碳率、高致密性、高硬度和高断裂韧性的优良综合性能。     

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。     

镁合金表面冷喷涂420不锈钢涂层及其摩擦磨损性能研究

采用冷喷涂技术在AZ80镁合金表面制备420不锈钢耐磨涂层,开展喷涂工艺参数和涂层组织结构研究,并初步比较耐磨涂层与38Cr Si钢的摩擦学性能。结果表明:随着喷枪移动速度的下降,涂层的孔隙率逐渐下降;涂层形成过程中,420不锈钢粉末中的奥氏体相发生应变诱导马氏体相变,在一定程度上提高了涂层硬度;涂层在摩擦过程中的摩擦磨损机制表现为磨粒磨损和黏着磨损;涂层的耐磨性能显著优于38Cr Si钢。     

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。     

高强度锌合金冷压焊工艺及接头组织性能

采用冷压焊的方法完成高强度锌合金棒材的对接。用光学显微镜对冷压焊接头的组织形貌进行分析,并测试接头的抗拉强度和抗弯强度。结果表明,采用合适的冷压焊工艺可以实现锌铝合金的对接,焊缝组织致密。拉伸试验结果表明,断裂均发生在锌合金母材侧。     

镁合金表面冷喷涂316L/WC涂层的制备及摩擦学性能研究

采用冷喷涂工艺在AZ80镁合金表面制备316L和316L/WC-12Co两种涂层,利用SEM分析原始粉末形貌及涂层的显微组织,研究不同冷喷涂气体温度和压力对涂层沉积效率和孔隙率的影响,以及涂层的摩擦磨损性能和磨损机理。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合金基体上制备出316L和316L/WC-12Co涂层;冷喷涂气体压力和温度对粉末沉积效率、涂层孔隙率有较大影响,气体压力和温度越高,粉末沉积效率越高,涂层孔隙率越低;冷喷涂316L和316L/WC-12Co涂层都可显著提高镁合金的耐磨性能,由于WC-12Co的加入,冷喷涂316L/WC-12Co涂层表现出更为优异的耐磨性能。     

Fe-Mn-Al-C系低密度钢焊接性能研究

针对12 mm厚Fe-Mn-Al-C系低密度钢热轧试验板,采用半自动MIG焊接工艺,焊接材料选用奥氏体不锈钢焊丝,对低密度钢的焊接性进行试验研究,重点考察低密度钢的焊接抗裂性、焊接工艺性及接头力学性能。结果表明:在纯氩保护气氛条件下,低密度钢同种材料的焊接具有良好的可焊性和优良的焊接抗裂性;焊接接头平均抗拉强度为750.7MPa,平均断后伸长率为11.0%。     

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。     

42CrMo钢激光淬火组织和硬度的研究

采用YLS-3000型光纤激光器对42CrMo钢进行表面熔凝淬火处理,通过金相显微镜、扫描电镜及维氏硬度计的观察与检测,分析淬硬层组织、硬度、深度及其与激光工艺参数之间的相互关系。结果表明,淬硬层深度随激光功率的增大和扫描速度的降低而增大,随激光功率的减小和扫描速度的增加而减小,而硬度的变化不大。激光熔凝淬火后表层出现深约0.3 mm的熔化区,其硬度比内侧稍低,淬硬层深度可达2 mm以上,硬度约为660HV,但熔化区域中心会出现不均匀的变形,进行熔凝淬火时需预留0.2 mm的加工余量。