氩弧重熔对20G钢渗硼层组织结构和耐磨性能的影响

为了降低渗硼层的脆性,提高其耐磨性,对20G钢渗硼层进行了氩弧重熔处理,研究了渗硼层重熔前后的形貌、相结构、显微硬度及耐磨性。结果表明：渗硼层由FeB和Fe2B两相组成,经氩弧重熔处理后FeB相消除,氩弧重熔渗硼层由Fe23（C,B）6和Fe2B相组成,包括氩弧重熔区和过渡区;氩弧重熔处理使渗硼层表层微观硬度降低,且使...     

镍基喷焊涂层与钛合金基体界面特征的研究

考察了三种工艺制备的镍基喷焊涂层与钛合金基体结合界面的组织形貌、涂层横切面上合金元素的扩散和显微硬度的变化,分析了它们的界面特征及影响因素.结果表明:镍基喷焊涂层与基体钛合金的结合是基于合金元素扩散的冶金结合,合金元素的扩散对涂层与基体能否形成冶金结合具有决定性的影响,钛合金表面的活化处理、涂层合金重熔时液态停留时间以及喷焊后进行时效处理是影响合金元素扩散的主要因素.     

冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构和力学性能研究

以Q235钢为基体制备高压冷喷涂Zn-Al合金涂层,研究了基体粗糙度对冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构、显微硬度和结合强度的影响。研究表明,冷喷涂Zn-Al合金涂层具有致密的组织结构,涂层孔隙率在0.5%以下,并且在喷涂过程中没有产生粉末相变和氧化,随着基体粗糙度增加,涂层-基体界面的机械咬合得到明显改善。基体粗糙度对涂层显微硬度的影响主要集中在涂层-基体界面附近,随着基体粗糙度增加,该界面附近涂层的显微硬度随之增加,而远离该界面的涂层显微硬度受基体粗糙度的影响不大。基体粗糙度对涂层结合强度有显著影响,当基体粗糙度由1.6增加到10.2μm时,涂层结合强度由7.5增加到46.4 MPa,拉伸断裂失效模式由粘着断裂转变为粘着断裂、粘聚断裂的复合失效模式。     

激光重熔对NiCrBSi等离子喷涂层显微结构和性能的影响

1Crl8Ni9Ti不锈钢表面的NiCrBSi等离子喷涂层存在孔洞及与基体结合差等缺陷,为此进行了激光重熔处理.采用扫描电镜和显微硬度压痕仪分别对涂层的显微结构和力学性能进行了对比研究,采用SRV试验机评价了涂层激光重熔前后的滑动摩擦磨损性能,研究了激光重熔对NiCrBSi等离子喷涂层结构和性能的影响.结果表明:经过激...     

氩弧重熔对Q235钢B-C-N渗层冲蚀磨损性能的影响

研究了氩弧重熔对Q235钢B-C-N共渗层的组织结构、水冲蚀磨损及海水介质腐蚀磨损性能的影响。XRD分析显示,共渗层由FeB、Fe2B、Fe3B、Fe2N、Fe8N和Fe3C相组成,氩弧重熔层由Fe2B、Fe3N、Fe8N、Fe3C和Fe23(B,C)6相组成;共渗层显微硬度最高值为1198.4HV,重熔层最高硬度值为1192.8HV,但硬度梯度变化平缓;在水介质冲蚀及海水介质腐蚀磨损试验中,重熔层的耐磨性均优于共渗层。     

铝合金基材表面耐磨性能强化研究现状

铝合金材料具有密度低、强度高、易加工等优点,已被广泛应用于汽车和航空航天等领域。为了延长铝合金零件在磨损、腐蚀等环境下的服役寿命,目前开发了众多先进的表面工程技术,实现了对铝合金基体的性能强化。基于此,本文综述了等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、激光重熔、氩弧重熔、冷喷涂、电火花沉积、激光熔覆、微弧氧化等九种表面技术对铝合金处理以强化耐磨性能的研究工作。大量研究发现,这些表面技术均在一定程度上提高了铝合金基体的耐磨性能。例如,等离子喷涂涂层可有效减轻高温条件下基体的磨损;重熔技术制备的涂层比喷涂涂层具有更高硬度和更优异的耐磨性能;采用硬质颗粒的冷喷涂技术制备的涂层具有显著提高的显微硬度;电火花沉积技术制备的沉积层内部均匀分布着高强度枝蔓状的Si相,能够极大地减小基体的摩擦系数。同时,本文总结了以上技术的优缺点及适用范围。例如,热喷涂效率高但易造成热应力集中,导致涂层与基体之间的结合强度降低;氩弧重熔在低熔点和易蒸发的金属和合金上重熔困难;激光重熔可消除大部分孔隙及夹杂的氧化物,但设备成本较高。最后,本文从采用多种技术复合处理、优化涂层工艺参数、加强新技术研发等方面,对未来铝合金基材表面耐...     

激光重熔锌铝基陶瓷复合层的组织与性能

采用金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计以及微动磨损机研究了激光重熔等离子喷涂锌铝基Al2O3复合陶瓷涂层的组织结构、硬度及其耐磨性能.研究结果表明:等离子喷涂层由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,层间为机械结合界面;经激光重熔后的组织为单一的体心四方结构的δ-Al2O3相,其点阵常数a0=7.943×10-8cm,c0=23.500×10-8cm,Al2O3与基体间的界面结合状况得到明显改善;熔覆后的Al2O3涂层硬度达150～170 HV100g,耐磨性能(S=L 988)比基体材料(S=2.837)有较大提高,其磨损机制是疲劳磨损和磨粒磨损,但以磨粒磨损为主.     

Al合金超音速等离子喷涂WC/Co涂层的组织结构

采用超音速等离子喷涂技术制备了WC/Co涂层,利用扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计对涂层的组织结构和硬度进行了表征。结果表明,超音速等离子喷涂层微观组织为多边形WC硬质相分布于Co基体中,未见WC分解现象。在涂层同基体结合界面处,部分区域喷涂粒子嵌入Al合金基体之中。与Al合金基体相比,超音速等离子喷涂层硬度显著提高,达到876HV0.2。     

Ni60优化高铝青铜SAPS—感应重熔涂层组织结构的研究

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备Ni60/高铝青铜梯度涂层,并进行高频感应重熔处理。通过SEM、XRD等手段分析了感应重熔前后涂层的组织结构特征、相结构变化以及界面元素扩散情况。结果表明,超音速等离子喷涂层在基体/Ni60结合面处以机械咬合为主,在Ni60/高铝青铜涂层界面处有轻微熔结特性,形成了机械结合和轻微冶金结合的混合结合方式。感应重熔后,Ni60中间层分别与基体、高铝青铜涂层进行充分的双向扩散熔合。在Ni60和基体间形成结构致密、无孔隙的冶金扩散带,元素扩散迁移后不同元素呈现梯度或均匀分布形式。在Ni60和高铝青铜涂层之间分层界面基本消失,形成了完全的一体化涂层,涂层中元素扩散呈现梯度形式。     

Fe/Al2O3陶瓷梯度涂层的微观结构与性能

采用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺,以FeAlNi混合粉体为过渡层材料在钢基体表面制备了Fe/Al2O3梯度涂层,并对其微观结构与性能进行分析.结果表明:当烧结温度为1220℃时,梯度涂层与钢基体的界面结合强度达到25.3MPa,涂层主要由α-Al2O3,AlFeO3和NiFe2O4等物相组成.Fe/Al2O3梯度涂层与钢基体的结合主要通过吸附与扩散化合两种方式共同起作用.涂层中没有明显的孔洞和平整的界面,且有树枝状组织生成,涂层与钢基体实现良好的结合,这表明涂层成分的梯度化设计能够有效地缓和界面处的应力集中,改善涂层与钢基体的界面结合状态,提高涂层材料的使用性能.     

电热爆炸定向喷涂WC-Co涂层实验研究

采用电热爆炸定向喷涂技术在45钢基体上制备了WC-17%Co硬质合金涂层.利用扫描电镜和能谱仪对涂层显微组织进行了分析,借助纳米硬度计测定了涂层的硬度和弹性模量.研究结果表明:涂层组织细小均匀,涂层致密,孔隙率低;涂层与基体结合良好,界面附近存在元素扩散现象,涂层与基体为冶金结合;涂层弹性模量在210GPa-250GPa之间;涂层硬度达到17.1GPa,为原始硬质合金硬度的1.3倍左右,远远高于其他传统喷涂层硬度.     

激光熔敷Ni基合金涂层的结构与性能

观测了激光熔敷NiCrBSi合金涂层的显微结构，研究了涂层与不锈钢基体的结合方式和时效处理对其组织结构和显微硬度的影响．用5kW连续二氧化碳激光器对不锈钢上等离子喷涂NiCrBSi合金层进行重熔．涂层的显微结构为细化树枝晶，由γ基体与γ／γ'和NiB的共晶组成．面心立方γ基体品格常数是0．3572nm．时效处理后的合金层由析出γ’沉淀强化相的针状和羽毛状马氏体组成，时效使显微硬度值显著提高．     

铁基复合材料涂层的原位反应合成

本文利用熔铸法研究了铁基复合材料的反应合成工艺和显微组织.结果表明:用液相原位反应合成法制备TiC/Fe基复合材料涂层是可行的;反应合成的TiC颗粒增强的Fe基复合材料涂层与基体没有明显的界面,涂层与基体结合状态良好;保温时间是影响TiC颗粒的大小、数量、及涂层厚度的重要因素之一.基体合金中含Ti为4%的样品保温2分钟后涂层厚度约为250μm,而保温7分钟后涂层厚度约为400μm,运用动力学计算对涂层厚度进行了理论计算,计算结果与实验结果的变化规律相似.     

高硬度耐磨损电弧喷涂涂层研究

采用电弧喷涂方法制备的高硬度耐磨损JCW-B涂层可广泛应用于工业零部件耐磨表面.对涂层的组织、孔隙率、硬度、结合强度及耐磨粒磨损性能进行分析,对比研究该涂层与Ni60喷熔层的耐冲蚀性能.结果表明JCW-B涂层组织致密,孔隙率低于4%,显微硬度HV0.1高于1200,平均结合强度大于50MPa.研究了涂层的耐磨损机理,XRD结果显示涂层中主要含有Fe3B硬质相,对涂层起到弥散强化的作用.     

热喷涂层的梯度液相烧结

将金属陶瓷粉末与具有不同熔点的自熔合金粉末混合喷涂于金属基材表面,形成低熔点相的固液相变点温度从基材界面向涂层表面逐步升高的梯度涂层,研究了在1000℃烧结后烧结层的显微组织结构和力学性能。结果表明,在烧结时出现液相的区域内喷涂层所固有的层状结构消失,在界面上有大约20μm宽的扩散区并呈冶金结合,在表层存在明显的固－液相分界线,在显微组织中氧化物有球化趋势。梯度液相烧结可使涂层稳定成型所需的最佳控制参数区间变大,涂层的力学性能满足使用要求。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层的性能研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了Fe基非晶合金涂层,结果表明,采用超音速火焰喷涂工艺成功制备了一种高非晶含量的Fe基非晶合金涂层.涂层各个区域的组织均匀,孔隙率小,呈典型的层状分布;其孔隙率约为2.2%,具有很高的硬度,平均显微硬度为1065.0HV50.并且所获得的非晶合金涂层具有较高的热稳定性,在596.0℃以下使用,不会发生晶化过程.     

激光重熔改性对电弧喷涂Al涂层性能的影响

为改进电弧喷涂Al层和钢基体之间的结合强度,利用Comsol软件分析不同激光功率对材料温度场的影响,然后通过激光重熔工艺对模拟结果进行实验验证。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析试样界面形貌、涂层化学元素与微观结构组成,探讨了涂层与基体的结合性能,并通过电化学腐蚀实验分析涂层耐腐蚀性能。结果表明,在600W和1000W激光功率下,基体与涂层均未实现理想结合;在800W功率下,Al涂层与基体在激光重熔后由机械结合变为冶金结合,形成了基体-结合层-涂层的复合结构,使基体与涂层的结合性能得到显著提高,强化了Al涂层的耐腐蚀性能。     

铜合金表面热喷涂镍基合金层激光重熔后的显微组织及耐磨性能

为了满足工业领域铜合金传热、耐磨、耐腐蚀性能优异的要求,对铜合金表面先等离子喷涂NiCrFeWBC自熔合金层,再进行激光重熔.采用现代分析技术研究了重熔处理对涂层显微组织及耐磨性能的影响.结果表明:等离子喷涂NiCrFeWBC自熔合金涂层重熔后层状组织、孔洞等缺陷完全消失,激光熔覆层与铜基体为冶金结合,涂层致密、组织均匀;熔覆层由表及里依次呈等轴晶、树枝晶及胞状晶形貌,并有WC,W_2C,Ni_3B等颗粒析出;熔覆层磨损性能明显高于铜合金基体及热喷涂涂层,磨损机理为典型的磨粒磨损.     

铝青铜表面激光熔覆镍基涂层的组织与磨损性能

为了改善铜合金表面的耐磨性能,利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在铝青铜上制备了镍基涂层。分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及磨损性能。结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,与铝青铜形成了良好的冶金结合;从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的柱状晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡;激光熔覆层磨损量约为铝青铜的1/4,熔覆层耐磨能力的增强归因于熔覆层与铝青铜间良好的冶金结合及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用。     

铜合金表面热喷涂(焊)涂层组织及性能研究

采用等离子喷涂工艺在纯铜表面分别制备了NiCrCoAlY、Cr3C2-NiCr两种涂层,采用等离子喷焊工艺制备了Ni60喷焊层,并分别进行了显微形貌、显微硬度、耐磨性能及热震性能分析。结果表明,等离子喷涂层主要为机械咬合,其次是微区冶金结合和化学键结合,而等离子喷焊层与基体形成良好的冶金结合,其结合强度相对较高。Cr3C2-NiCr涂层硬度高达534 HV,耐磨性能最优,而NiCrCoAlY涂层硬度为352 HV,耐磨性能较好,且抗热震性能优异;Ni60焊层熔合区硬度为154 HV,焊层中部高达606 HV,随后缓慢降低至平稳。