Q235钢表面氩弧熔覆MoNiSi/Ni_3Si金属硅化物复合涂层组织与性能研究

以Mo粉、Si粉、Ni粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面原位合成了MoNiSi/Ni3Si金属硅化物复合涂层,分析和测试了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性.结果表明:在Q235钢表面成功制备了以MoNiSi/Ni3Si为基体,以金属硅化物MoNiSi为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 000HV,涂层耐磨性较基体提高12倍.     

超音速等离子喷涂法制备PbTiO3涂层的表征

利用超音速等离子喷涂在调质45钢表面制备PbTiO3涂层,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能谱分析(EDS)等手段对所制备涂层的组织形貌和物相成分进行表征与分析;并利用显微硬度仪和纳米压痕仪对涂层的力学性能进行表征。结果表明:PbTiO3涂层表面为黄黑色,涂层光滑平整,孔隙率为1.5%;涂层为典型的层状结构,基体与PbTiO3涂层间的结合为机械结合,通过多个试样测量其结合强度的平均值为50.875MPa;纳米压痕仪测得涂层的表面硬度为7.858 GPa,弹性模量为139.308 GPa,显微硬度达到648.6HV0.1,涂层具有优良的力学性能;涂层主要成分为PbTiO3相。通过超音速等离子喷涂制备的涂层具有较好的综合性能,为后期在其表面沉积耐磨涂层打下了良好的基础。     

感应熔覆Mo2FeB2/Fe耐磨涂层的组织与性能研究

本文采用真空反应烧结合成出Mo2FeB2硬质颗粒,并采用感应熔覆技术在钢基体表面成功制备出以Mo2FeB2为强化相的硬质涂层,并对其组织结构、界面相容性和耐磨性进行了研究。结果表明,在1 350℃真空烧结30min所制得Mo2FeB2硬质相颗粒分布均匀致密且硬度高;感应熔覆Mo2FeB2/Fe涂层的硬质相最佳含量为50%质量分数,涂层组织分布均匀孔洞较少,硬度高达65.5HRC,涂层与基体结合良好。磨损试验表明,Mo2FeB2强化层具有比YG8硬质合金更好的耐磨性。     

TA5-5钛合金表面热喷涂Mo涂层的耐磨耐蚀性能

钛合金因力学及耐腐蚀性能优异而应用广泛,但其耐磨性能差,为提高表面耐磨性,本文采用火焰喷涂技术在TA5-5钛合金表面制备Mo涂层,利用光学显微镜、XRD检测分析涂层的微观结构及物相组成,并测试了涂层的抗拉结合强度、显微硬度等力学性能,通过橡胶轮磨损实验检测了涂层的抗磨粒磨损性能,以及通过极化曲线测试及模拟海水浸泡实验分析了涂层的耐腐蚀性能。研究结果表明,喷钼层呈现典型的层叠状结构,涂层孔隙率为13. 2%;物相主要由Mo以及其氧化物MoO_2组成;抗拉结合强度为25. 0 MPa;显微硬度960. 8HV0. 1,是TA5-5钛合金基材的3倍;喷钼层的相对耐磨性为TA5-5基材的12倍。喷钼层对TA5-5基材起到阴极保护效果,且涂层耐蚀性能良好,在3. 5%NaCl溶液中浸泡45 d的平均腐蚀速率为0. 02 mg/(cm~2·d)。     

喷涂功率对等离子喷涂TiB2-40Ni涂层显微结构及性能的影响

在304不锈钢表面利用大气等离子喷涂技术制备TiB_2-40Ni金属陶瓷涂层,研究该涂层在4种不同喷涂功率下组织结构和性能特征。采用扫描电子显微镜分析涂层的微观组织,采用X射线衍射仪表征涂层的物相组成,采用压痕法测定涂层的显微硬度,采用图像统计法测量涂层的孔隙率,并对涂层的常温摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,随着喷涂功率的提高,涂层的孔隙率降低;涂层存在TiB_2和Ni两种主要物相;TiB_2-40Ni涂层截面平均显微硬度达到722.28 HV,为不锈钢基体显微硬度222.4 HV的3.24倍;通过摩擦磨损试验发现,该涂层常温下的质量磨损量约为不锈钢基体的1/3,且其摩擦系数稳定性较基体明显提高。     

机械合金化制备Ti-Al非晶复合涂层及其性能研究

采用机械合金化技术于TC4(Ti6Al4V)基体表面成功制备出Ti-Al非晶复合涂层。利用XRD、SEM、EDX等检测手段对涂层的物相组成与显微形貌进行分析,并研究了基体与涂层的显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,随着球磨时间的增加,涂层的厚度有效增加,组织更加均匀、致密;当球磨时间为6h时,基体表面形成了Ti-Al非晶复合涂层,厚度约185μm,其硬度最大值为HV0.1425,超过基体硬度平均值的两倍;球磨6h所得涂层的摩擦因数有效降低,可使TC4材料的耐磨性显著提高。     

Q235钢表面氩弧熔覆B4C-Ti复合涂层组织与性能的研究

以B4C粉、Ti粉和Fe粉末为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备出增强复合涂层。利用扫描电镜,X射线衍射仪,显微硬度仪和摩擦磨损试验机等对复合涂层的组织,相组成,硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明:熔覆层相由α-Fe、颗粒状Ti C和Ti B构成,Ti C颗粒弥散分布在基体上,涂层显微硬度高达700HV0.2,耐磨性能比Q235钢基体提高约6倍。     

H13钢表面激光熔覆原位生成WC增强Ni60梯度涂层的组织及性能

在H13钢表面采用激光熔覆技术制备了WC增强Ni60梯度涂层,使用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、万能摩擦磨损实验机对涂层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析。结果表明,WC增强Ni60梯度涂层气孔、裂纹缺陷较少,能够与基体形成良好的冶金结合。梯度涂层表面物相主要有铁碳化合物(Fe_xC)和铁镍固溶体((Fe, Ni)₂₃C₆、Ni₄B₃)以及WC、W₂C、Cr₇C₃等陶瓷增强相。制备的梯度涂层使模具钢表面的硬度和耐磨性得到了显著提高,其表面显微硬度最高值约为基体的4倍,磨损量仅为基体的18%左右,磨损机理主要为粘着磨损、脆性剥落和磨粒磨损,能够延长模具的使用寿命,减少资源的浪费。     

激光熔覆Fe-Mo-V-C合金涂层组织及摩擦磨损性能

采用同轴送粉激光熔覆技术在45~#钢基材表面制备Fe-Mo-V-C合金涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试分析手段表征涂层的物相组成、组织形貌和元素分布。采用维氏硬度计和干滑动摩擦磨损试验机测试涂层显微硬度和摩擦磨损性能,并分析其摩擦磨损机理。结果表明:激光熔覆Fe-Mo-V-C合金涂层的主要物相成分为α-Fe相与(α-Fe,Ni)、Fe_4V、Fe_(9.7)Mo_(0.3)等铁基合金相,VC、V_8C_7、VB、Fe_3C等金属间化合物相,以及铁基金属相与渗碳体组成的共晶组织;涂层致密均匀,细小的硬质颗粒在金属基体中呈均匀、弥散、密集分布。当熔覆功率为1 600 W时,涂层平均显微硬度达1 020 HV0.2,其耐磨性是基材的14倍。VC等硬质颗粒的"弥散强化"赋予涂层高硬度,在磨损过程中起到"扎钉"和"抗磨骨架"作用,大幅提高了铁基涂层的耐磨性。     

氩弧熔覆TiB/FeB增强Fe基复合涂层组织与性能研究

以Fe粉、Ti粉和B粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出TiB/FeB增强Fe基复合涂层,应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织.并测试了涂层的硬度和耐磨性.结果分析表明:在Q235钢表面成功制备了以α-Fe为基体,以TiB/FeB颗粒为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 100HV,涂层耐磨性较基体提高近12倍.复合涂层的磨损机理为显微擦伤式磨损.     

等离子喷涂制备Mo-Si-B复合涂层的高温抗氧化行为研究

本文采用等离子喷涂法在钼电极表面制备了Mo-Si-B复合涂层,利用SEM观察涂层的显微形貌,通过XRD分析涂层的物相组成,通过DSC-TGA考察了涂层钼电极在空气环境中的抗氧化行为。结果表明:当Mo∶B∶Si添加比例达3∶1∶1时,钼电极的涂层由MoSi_2相和MoB相组成,涂层的内部致密,与基体钼电极结合紧密;在抗氧化过程中,涂层经历了氧化增重、平稳运行、再次增重3个阶段;涂层物相最终转化为MoSi_2相、Mo_5Si_3相、B_2O_3相和Si O2相。     

45CrNiMoVA钢表面喷涂Mo研究

利用超音速等离子喷涂(SPS)在45Cr Ni Mo VA钢表面制备Mo涂层,借助XRD、SEM、EDS、拉伸试验机、显微硬度仪和摩擦磨损试验机等手段,研究分析了涂层的显微形貌、结合强度、显微硬度及摩擦磨损性能。结果显示:所制备的涂层均匀致密且无氧化现象,显微硬度相对基体提高了近68%,自结合强度为34 MPa,涂层在重载荷润滑条件下的磨损体积仅为基体的1/3左右,表现出优异的耐磨性能。     

超音速火焰喷涂铁基非晶纳米晶涂层微观组织及性能的研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术制备了Fe基非晶纳米晶涂层,研究了其微观组织、热稳定性以及耐磨耐蚀性能.试验结果表明涂层主要由FeNi3和Fe2B相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为1.8%;涂层表面硬度分布不是均匀,最高可达1 570 HV,平均硬度为1361.1 HV;涂层具有优异的耐磨耐蚀性,其磨损体积是0Gr13Ni5Mo不锈钢的0.15倍,平均腐蚀速度是0Cr13Ni5Mo不锈钢的0.56倍,涂层的磨损机理主要是疲劳磨损;所获得的非晶纳米晶涂层有很好的热稳定性.     

喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂制备Cr3C2-NiCr涂层及耐磨、耐蚀性能研究

为了研究通过超音速火焰喷涂不同工艺下制备的 Cr3C2-NiCr 涂层的耐磨和耐腐蚀性能, 利用 HVOF 在 P92 钢基体表面通过不同工艺制备出 Cr3C2-NiCr 涂层, 并通过电子显微镜 (SEM) 和 X 射线衍射 (XRD) 分析涂层 的微观组织形貌和物相组成。 通过电化学工作站对不同工艺下的涂层样品以及 P92 钢基体进行测试, 探索各样品 在 0.5% H2SO4 溶液中的耐腐蚀性能。 通过磨擦磨损试验机测试各涂层的耐摩擦磨损性能, 并通过激光共聚焦得 到各样品的三维形貌和表面轮廓图。 结果表明, 影响涂层硬度的主要因素是涂层中存在的碳化物硬质相颗粒, 不 同工艺得到的涂层内部的硬质相颗粒分布不同。 在喷距 380 mm, O2 流量 880 L/min, 煤油流量 23 L/h 时获得的 涂层硬度最高 (995 HV5), 磨损率会随涂层硬度的降低而升高, 因此在该工艺参数下的涂层耐磨性能最好。 由于 影响耐蚀性的主要因素为涂层孔隙率, 在电化学腐蚀实验中, 在喷距 380 mm, O2 流量 830 L/min, 煤油流量 23 L/h 时获得的涂层具有最低孔隙率 (1.21%), 腐蚀电流密度为 0.51μA?cm-2。 相比于 P92 钢基体, 腐蚀电流密度减 小约 3 个数量级。     

氩弧熔覆原位自生(Ti,Nb)C增强镍基复合涂层的抗磨性能

以Ti、C、Nb粉和Ni60A合金粉末为原料,采用氩弧熔覆技术在16Mn钢基材表面分别制备(Ti,Nb)C颗粒增强Ni60A复合涂层(C-Ti-Nb-Ni60A涂层)和Ni60A涂层。应用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对2种涂层的显微组织和物相进行观察与分析,测试涂层的显微硬度和不同载荷下的磨损性能,分析磨损机制。结果表明:C-Ti-Nb-Ni60A复合涂层与基体间呈冶金结合,界面间无气孔和裂纹;C-Ti-Nb-Ni60A复合涂层的显微硬度较基体16Mn钢提高近5倍,较Ni60A涂层提高0.45倍;常温干滑动200 N载荷条件下,CTi-Nb-Ni60A复合涂层的耐磨性能较基体16Mn钢提高6倍,较Ni60A涂层提高近2倍。16Mn钢表面发生严重的磨粒磨损和粘着磨损,Ni60A涂层表面以磨粒磨损为主,C-Ti-Nb-Ni60A复合涂层的磨损机理为显微檫伤磨损。     

真空感应熔覆高碳铬铁粉/铁基自熔合金的应用研究

以高碳铬铁粉和铁基合金粉末作为涂覆粉末,通过真空感应熔覆技术在45号钢表面获得具有较高硬度的复合涂层,并实现熔覆层与基体材料良好的冶金结合。通过宏观洛氏硬度测试、微观显微硬度测试、X射线衍射分析、显微组织分析、能谱分析进一步分析复合材料的组织结构和性能指标。分析结果显示:熔覆层的表面洛氏硬度HRC能够达到63以上,由熔覆层向基体材料内部显微硬度呈梯度分布;硬质增强相主要是Cr7C3、Cr2B等物相组成,分布在熔覆层和过渡区中,提高了涂层硬度。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。     

Ti6Al4V合金表面火焰喷焊W_xC涂层耐磨性分析

采用"一步法"火焰喷焊技术在Ti6Al4V合金表面制备出由Ni60过渡层和W_xC+Ni60强化层组成的喷焊层。喷焊层在氩气气氛中冷却,避免了涂层的氧化。过渡层与基体结合良好,没有孔洞等缺陷;强化层中碳化钨颗粒呈弥散分布,与过渡层界面处存在大量的孔洞。喷焊层硬度为12. 3 GPa,相比基材,硬度提高了近3倍,摩擦系数降低60%以上。喷焊层与GCr15和Si_3N_4对磨后,对磨副GCr15和Si_3N_4磨损严重,而喷焊层无明显磨损,表现出优异的耐磨性。     

激光熔覆马氏体/铁素体涂层的组织与抗磨耐蚀性能

为提高液压活塞杆的耐腐蚀和抗磨损性能,在45号钢表面采用激光熔覆技术在不同激光功率下制备具有马氏体/铁素体组织的Fe基合金熔覆层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪等手段表征涂层的物相组成、微观形貌和元素分布,采用维氏硬度计和干滑动摩擦试验机对涂层的显微硬度和抗磨损性能进行测试,并通过电化学工作站研究熔覆层的耐腐蚀性能。结果表明：Fe基合金熔覆层的主要物相为α-Fe、Ni-Cr-Fe、γ-(Fe,C)和Fe9.7Mo0.3等,主要组织为马氏体、铁素体和少量残余奥氏体。熔覆层的枝晶态组织均匀致密,无裂纹和孔隙缺陷,涂层与基体呈冶金结合。涂层的硬度与耐磨性能随激光功率增大而提高,当功率为2.4kW时,涂层的平均显微硬度(HV)为647.64,耐磨性能为45号钢的9.37倍,磨损机制为磨粒磨损。随激光功率提高,Fe基合金熔覆层的耐腐蚀性能先升高后降低,当激光功率为2.0 kW时涂层具有最佳耐腐蚀性能,显著高于活塞杆常用碳钢、不锈钢以及电镀硬铬等材料,可在相关领域替代电镀铬。     

Fe–Mo–(Ni/Cu)–石墨粉末冶金复合材料的制备及组织性能研究

采用粉末冶金方法制备了Fe–Mo–Ni–石墨(Fe–Mo–Cu–graphite,FMNG)和Fe–Mo–Cu–石墨(Fe–Mo–Cu–graphite,FMCG)材料,对比研究了Ni及Cu组元对Fe–Mo–石墨材料组织、物相、硬度及抗压强度等的影响。结果表明:烧结态FMNG、FMCG材料组织主要由珠光体、铁素体、贝氏体、石墨及夹杂分布的强化相Mo_2C、Fe_3Mo_3C组成;热处理提高了FMCG/FMNG材料的硬度及抗压强度;FMCG材料的抗压强度高于FMNG材料;FMCG材料的硬度低于FMNG材料。