电子束表面合金化合成(Cr,Fe)7C3复合层耐磨性

以Fe/Cr/C粉末为添加原料,采用可控电子束旋转线扫描方式对低碳钢表面进行表面改性.通过电子束加热工艺和粉末配比的优化,在表面复合层中原位合成了(Cr,Fe)7C3.对表面复合层的显微组织及室温干滑动磨损性能进行了分析.结果表明,表面复合层中主要包含两种相,即少量的初生硬化相(Cr,Fe)7C3以及奥氏体与(Cr,Fe)7C3组成的共晶相,共晶碳化物弥散分布于奥氏体基体中,呈不连续网状组织.表面复合层与基体之间为完全冶金结合.复合层与GCr15钢球的磨损机理为磨料磨损,在室温干滑动磨损下具有优异的耐磨损性能.     

激光熔覆Cu/WCP复合涂层

采用激光熔覆表面改性方法，在45号钢基体上表面熔覆Cu/WCp复合涂层。试验研究了WC含量对熔覆复合涂层的组织特点和耐摩擦磨损性能的影响规律。研究结果表明，通过调整WC的加入量可获得α-Cu固溶体＋WC双相组织，当WC的加入量超过30％时，熔覆层中出现小圆点状的WC颗粒，表明WC有一定程度的熔化和熔解；Cu/WCp复合熔覆层与基体金属之间存在过渡区，其组织为钢基体＋WC混合组织。采用40Cr磨轮对Cu/WCp熔覆层进行摩擦磨损试验，结果表明，WC加入量为10％时，摩擦系数与磨损量最小；采用硬质合金磨轮进行磨损试验，当WC加入量为30％时，摩擦系数最小，而加入量为10％，磨损量较小。     

激光熔覆Ni-WC/Cr3C2涂层组织及性能

采用激光技术在45钢表面熔覆Ni-WC/Cr₃C₂涂层,采用SEM,XRD等手段进行熔覆层的显微组织、相组成及成分分析,并测试熔覆层的耐蚀性和耐磨性能.结果表明,Ni-WC/Cr₃C₂熔覆层底部生成方向性较强的胞状树枝晶,中上部组织为细小的树枝晶.涂层主要是由γ-(Fe, Ni),M₂₃C₆型碳化物以及未熔的WC颗粒组成.细晶强化、合金元素固溶强化以及碳化物强化的共同作用,使熔覆层的显微硬度提高至711HV0.1.熔覆层耐蚀性明显改善,腐蚀电流密度约为45钢的1/4.随着摩擦速度的增大,激光熔覆Ni-WC/Cr₃C₂涂层和45钢磨损量增加,且熔覆层的磨损量低于45钢,表明其耐磨性能明显提高.     

激光单道与多道熔覆Ni+Cr3C2复合涂层的组织及硬度

对激光单道与多道搭接熔覆Ni     

原位合成Cr7C3激光熔覆陶瓷涂层的显微组织及腐蚀性能

采用激光熔覆技术在Q235钢表面原位合成了Cr7C3陶瓷熔覆层,并采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及静态浸泡法结合极化曲线分析,对熔覆层的显微组织及耐腐蚀性能进行研究。结果表明,熔覆层表面平整、无裂纹、无孔洞且与基体呈冶金结合,陶瓷Cr7C3形状多为条状和块状;熔覆层腐蚀电流密度约为基材的1/2,表明其具有良好的耐腐蚀性能。     

La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及耐磨性的影响

利用5kW的CO2激光器在低碳钢基体表面熔覆含La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层，研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。研究结果表明，在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物La2O3可有效改善熔覆复合层的组织及性能，减少复合层中的裂纹，孔洞，夹杂，加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的表面形状，同时使熔覆复合层的组织及硬度更加均匀。     

激光熔覆制备Fe-Ti-Mo-C系复合涂层

采用钛铁、钼铁和石墨为激光熔覆粉末,利用激光多道搭接熔覆技术在碳钢基体上制备Fe-Ti-Mo-C复合涂层.利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、电子探针对涂层的相结构和显微组织进行了研究.用显微硬度计和滑动磨损试验机,对涂层的硬度和耐磨性能进行测试.结果表明,涂层中原位生成了(Ti,Mo)C复合碳化物.(Ti,Mo)C呈面心立方结构,晶格常数略小于TiC晶粒.随着原材料中钼铁加入量的增加,涂层显微组织由铁素体、珠光体向马氏体转变,显微硬度和耐磨性增加,但抗裂性能降低.     

激光熔覆制备NiCr/Cr3C2-WS2-CaF2复合材料涂层

以NiCr/Cr3C2-WS2-CaF2复合合金粉末为原料,采用激光熔覆技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了高温自润滑耐磨复合材料涂层。采用XRD、SEM和EDS等手段对所制备复合涂层的显微组织进行了分析,并分别测试了涂层在室温、300℃、600℃时的干滑动磨损性能。结果表明:该复合涂层由γ-(Ni,Fe)固溶体基体、Cr7 C3/WC增强相及CrS/WS2润滑颗粒组成;室温时,涂层的磨损率较大;随着温度的升高,由于润滑转移膜的形成,涂层拥有良好的减摩耐磨性能。     

激光熔覆TiFe/β-Ti复合涂层组织及耐磨性

以Ti85-Fe15合金粉末为原料,利用激光熔覆技术在TA15钛合金表面制得了由β-Ti初生树枝晶和枝晶间TiFe金属间化合物组成的复合涂层,研究了涂层的显微组织及室温耐磨性能.结果表明,该涂层在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能.     

激光熔覆Ni—WC金属陶瓷层的耐磨性分析

本文以单晶碳化钨铸造碳化钨和烧结碳化钨颗粒为陶瓷相，镍基自熔合金为粘结金属，研究了不同种类，粒度和含量的碳化钨颗粒对激光熔覆金属陶瓷层的磨粒磨损性能的影响。结果表明碳化钨颗粒的种类粒度与含量对金属陶瓷激光熔覆层的耐磨性能影响明显，熔覆层耐磨性能随碳化钨含量的变化趋势取决于碳化钨颗粒的种类。     

激光熔覆铁基Cr_3C_2/MoS_2覆层的组织和摩擦磨损性能

采用激光熔覆方法,在45钢表面制备出铁基-Cr3C2/MoS2耐磨减摩覆层,通过OM、SEM、EDS、XRD、摩擦磨损试验及XPS对覆层组织、摩擦磨损性能及磨球表面氧化进行了分析。研究表明,熔覆过程中Cr3C2分解主要生成了Cr23C6硬质相;MoS2部分分解形成了CrS微粒,与保留的MoS2一起对覆层材料起到润滑作用。与铁基合金覆层相比,加入Cr3C2/MoS2颗粒后,覆层的摩擦磨损性能显著改善;加入12Cr3C2/6MoS2后,覆层的摩擦因数降低到0.21,仅为铁基覆层的56%,相对耐磨性为其2倍;与Cr12MoV钢相比,铁基-12Cr3C2/6MoS2覆层的摩擦因数仅为其51%,相对耐磨性为其2.4倍。研究表明,覆层表面磨损形式主要是粘着磨损及磨粒磨损,加入Cr3C2/MoS2颗粒相后覆层的磨损程度减轻。XPS分析表明,其磨球表面形成了Cr、Fe的氧化物,对降低磨耗及摩擦阻力有积极作用。     

激光熔覆CoCrNiMnTix高熵合金涂层组织及耐磨性能研究

目的 针对高铁制动盘等高速强力磨损的关键件,设计激光熔覆CoCrNiMnTix高熵合金涂层,提高表面的硬度和耐磨性。方法 采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备CoCrNiMnTix高熵合金涂层,利用XRD和SEM对涂层微观组织进行表征,通过显微硬度计和纳米压痕仪测试涂层硬度,运用摩擦磨损试验机和三维形貌仪研究涂层的摩擦磨损性能。结果 在激光熔覆CoCrNiMnTix涂层中,随着Ti含量的增加,涂层物相由单一的FCC相转变为FCC+Laves相。由于固溶强化以及Laves相含量增多,涂层的显微硬度不断提高,CoCrMnNiTi硬度达到523HV0.1,最高纳米硬度达到6.91 GPa。CoCrNiMnTix系涂层的弹性模量大小相近。随着Ti含量的增加,涂层的耐磨性呈现升高趋势,当Ti的摩尔分数增加至0.75时,涂层具有最好的耐磨性,但进一步增加Ti含量时,由于脆硬性的Laves相逐渐增多,磨损形式由低Ti含量时的粘着磨损逐渐转变为高Ti含量时的磨粒磨损,使涂层耐磨性能下降。结论 激光熔覆CoCrMnNiTix涂层可以显著提高基体的耐磨性,Ti的摩尔分数为0.75时,在FCC基体中形成了少量Laves相,既提高硬度,又实现强韧配合,涂层表现出最佳的耐磨损性能。     

激光熔敷Cr2Ni3Si／Cr3Si金属硅化物复合材料涂层组织与高温耐磨性

以Cr-Si-Ni高纯预合金化粉末为原料、利用激光熔敷技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti表面上制得了以金属硅化物Cr3Si为增强相、以复杂多元金属硅化物Cr-Ni-Si为基体的快速凝固金属硅化物复合材料冶金涂层，分析了该涂层的显微组织，在高温滑动磨损条件下测试了其耐磨性能。研究结果表明，Cr3Si金属硅化物的体积分数对激光熔敷Cr2Ni3Si／Cr3Si复合材料涂层的硬度和高温耐磨性有显著影响。由于涂层中硬质耐磨相Cr3Si的抗磨骨干作用，在高温滑动磨损条件下该涂层具有优良的耐磨性能。     

激光熔覆Ni-Al2O3复合涂层的微观结构与耐腐蚀性能研究

目的 解决Cr-Ni系不锈钢在重腐蚀工业环境中本体耐腐蚀性能不足的问题。方法 采用激光熔覆技术制备Ni-Al2O3复合涂层,利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪(EDS)和显微硬度计、电化学工作站等技术研究所制备涂层的微观结构、相组成和元素分布,分析Al2O3含量对复合涂层形貌、显微硬度和耐腐蚀性能的影响规律。结果 复合涂层组织均匀、无明显缺陷,与基体之间存在明显的冶金结合区,沿着该复合涂层深度方向的微观结构依次呈现为胞状晶、定向生长的柱状晶及细小的等轴晶,物相则由均匀分布于复合涂层顶部的Al2O3颗粒和金属间化合物(Fe-Ni、Fe-Ni-Cr固溶体)构成。随着Al2O3含量的增大,复合涂层的显微硬度呈先增大后减小的趋势,腐蚀电位呈先增大后减小的趋势,而失重腐蚀速率和腐蚀电流密度呈先减小后增大的趋势,涂层的耐腐蚀性能呈先增强后减弱的趋势。在Ni-x%Al2O3(x为0、0.15、0.25、0.35,质量分数)复合涂层中,Ni-25%Al2O3复合涂层具有较高的显微硬度和良好的耐腐蚀性能,该涂层的显微硬度达到1 026.3HV,腐蚀失重速率为0.15 mg/(cm².h),腐蚀电压和腐蚀电流密度分别为–326.6 mV和38.6 µA/cm²。当继续增加Al2O3的含量时,气孔和裂纹等缺陷开始增多,复合涂层的显微硬度和耐腐蚀性能均呈现下降趋势。研究表明,Ni-x%Al2O3(x≤25)复合涂层的显微硬度和耐腐蚀性能的变化由细晶强化、固溶强化和颗粒强化协同作用所致。结论 激光熔覆Ni-25%Al2O3复合涂层具有较高的硬度和良好的耐腐蚀性,可以有效防护Cr-Ni系不锈钢,提高重腐蚀工业环境下机械零件的耐蚀性和使役寿命。     

激光制备镍基纳米WC/Co复合涂层的耐磨性研究

对不锈钢表面激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的耐磨性进行了研究。结果表明,与热喷涂及喷焊Ni基WC／Co涂层相比,激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的相对耐磨性明显较高。在选定的试验条件下,激光涂覆层的相对磨损体积分别为热喷涂及喷焊层的6．91％及15．46％,其原因是激光快速涂覆工艺及纳米WC／Co综合作用的结果。     

灰铸铁与铬棒原位生成(Fe,Cr)7C3/Fe复合材料

利用铸渗复合-热处理原位反应工艺,将铬棒与灰铸铁进行铸造复合,并对其进行热处理使铬棒与铸铁基体中的碳原子发生原位反应,制备出(Fe,Cr)7C3颗粒增强铁基复合材料.用XRD、SEM及EDS对单根铬棒与灰铸铁反应产物的微观结构和成分分布进行研究.结果表明:在1150℃保温1.5h,单根φ2mm铬棒反应完毕,反应产物主要有初生(Fe,Cr)7C3和共晶(Fe,Cr)7C3,且分布均匀;板状和六方状初生(Fe,Cr)7C3的硬度分别为1446、1524HV0.1;反应区的显微硬度达1278HV0.1,约是灰铸铁基体的5.3倍.     

激光熔覆Ni3Al/Cr3C2复合材料耐磨性能研究

采用激光熔覆技术在304不锈钢基板上制备了Ni_3Al合金和Ni_3Al/Cr_3C_2(25%,质量分数)复合材料耐磨涂层,分析了Ni_3Al合金和Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能。结果表明,Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层显微组织由基体γ'-Ni_3Al相和原位自生M_7C_3(M=Cr,Fe)型碳化物组成,且细小M_7C_3弥散分布于γ'-Ni_3Al基体。与Ni_3Al合金熔覆层相比较,Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层显微硬度提高了约4000 MPa。650℃时,Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层磨损量仅为对比材料蠕墨铸铁的28%左右,表明Ni_3Al/Cr_3C_2复合材料熔覆层具有良好的耐磨性能。     

电磁感应熔渗制备V8C7-高碳钢金属复合材料的研究

研究了电磁感应熔渗法制备的V8C7增强钢基复合材料的组织和性能,并探讨了复合材料的组织形成机理.结果表明,用电磁感应熔渗法,制备得到了V8C7硬质相,其颗粒细小,尺寸为3～8μm,且在基体中均匀分布,有利于提高复合材料的组织稳定性.相对于高碳钢标准试样,复合材料的耐磨相性能有了改善.     

激光熔覆Ni基微-纳米WC金属陶瓷涂层组织及干滑动磨损性能

在45钢表面进行添加微一纳米WC颗粒的镍基自熔粉末激光熔覆处理.得到不同Ni基WC合金涂层.对熔覆层进行显微组织观察、硬度测定以及室温千摩擦磨损试验.结果表明,纳米品WC的加入能改善涂层的耐磨性能,在本试验条件下,当添加的纳米级WC和微米级WC各为15%时.涂层耐磨性能最佳;但纯纳米晶WC增强涂层耐磨性不佳,其主要磨损破坏方式随涂层中WC晶粒尺寸变化而有所变化.