TC4钛合金表面激光熔覆Ni包WC复合涂层研究

为了提高钛合金的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆法在TC4钛合金基体上制备了Ni与WC混合粉末涂层,研究了不同WC添加量对熔覆层的物相组成、显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,三组不同的熔覆材料经过激光熔覆后,都可以使材料表面硬度和耐磨性能较基材大幅度增加。但是随着WC含量的增加,熔覆层均匀性降低,出现小颗粒的WC团,并且组织开始多样化,且硬度分布均匀性也有所下降。     

TC4钛合金表面磁控溅射TiAlN涂层的组织与性能

采用TiAl合金靶材,在TC4钛合金基材表面以不同磁控溅射工艺沉积制备了TiAlN涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分别分析了不同工艺制备的TiAlN涂层的表面形貌、表面成分及相结构,并对TiAlN涂层的耐蚀性、耐磨性等进行了研究。结果表明,采用磁控溅射工艺可在TC4钛合金表面制备出表面相对平整且结构致密的TiAlN涂层;沉积了TiAlN涂层的TC4钛合金试样的表面性能得到了提高,其磨损失重量和TC4钛合金基材相比降低了80%,耐盐雾腐蚀性能达到了保护级9级。     

304不锈钢表面冷喷涂TC4钛合金涂层性能研究

采用冷喷涂技术在304不锈钢表面制备了TC4钛合金涂层,通过扫描电子显微镜观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4钛合金涂层致密性存在较为明显的梯度现象,靠近基体的涂层密度明显高于表面;涂层喷涂过程没有出现明显氧化现象,与基体的结合强度可达20 MPa左右;涂层的耐腐蚀性能优于304不锈钢,可大大提升不锈钢材料在海洋环境中的耐点蚀性能。     

真空退火对TC4钛合金表面Ti/TiN多层复合涂层性能的影响

金属基体材料表面硬质膜层在服役过程中,残余应力在膜基界面以及膜层内部界面之间的积聚会导致膜层发生界面剥落失效。以TC4钛合金基体表面Ti/TiN多层复合膜层为研究对象,探讨真空退火对复合膜层结构及性能的影响,并表征退火前后复合膜层的界面划痕失效以及抗粒子冲蚀性能。结果表明,真空退火促进了膜层内部以及膜基界面两侧原子的热扩散,使得界面结构特征明显弱化。界面状态的改变使得复合膜层的表面显微硬度降低以及膜基结合强度提高。在划痕载荷作用下,复合膜层抵抗裂纹沿界面扩展的能力得到增强。真空退火有助于提高膜层的强韧性匹配,可有效抵抗小角度冲蚀粒子的犁削以及大角度粒子冲蚀下的疲劳,因此Ti/TiN多层复合膜层表现出较好的抗冲蚀性能。     

无氧铜表面钨涂层制备及结合性能研究北大核心

采用化学气相沉积(CVD)工艺在无氧铜表面制备钨涂层,利用热等静压扩散连接工艺对铜钨复合界面进行热处理,得到铜钨复合材料。采用SEM、金相显微镜观察涂层及铜钨界面微观形貌,用胶粘和钎焊两种测试方法评价铜钨界面结合强度。结果表明,钨涂层显微组织为柱状晶,涂层厚度及界面均匀;结合强度测试过程中涂层均未剥落或损伤,表明钨铜界面结合强度大于胶粘界面和钎焊界面的结合强度。     

钛合金表面热喷涂NiCrAl涂层和热障涂层的氧化性能

采用超音速等离子喷涂技术在TC4和Ti40钛合金表面制备NiCrAl及NiCrAl+ZrO2热障涂层,测定TC4、TC4+NiCrAl、TC4+NiCrAl+ZrO2、Ti40、Ti40+NiCrAl、Ti40+NiCrAl+ZrO2在600℃下的氧化动力曲线。通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析研究钛合金、NiCrAl涂层和热障涂层组织形貌。结果表明:TC4在600℃的抗氧化性能优于Ti40;NiCrAl涂层与热障涂层能明显提高TC4和Ti40在600℃下的抗氧化性;600℃下氧化100h后,NiCrAl涂层、NiCrAl+ZrO2涂层与TC4界面处出现了扩散带和锯齿状的相,而与Ti40界面处只出现了扩散带,未发现锯齿状的相。     

化学气相沉积ZrO_2涂层的表面微观形貌演变

采用ZrCl4-CO2-H2-Ar体系,在不同温度或氢气流量条件下采用常压化学气相沉积法(APCVD)通过不同沉积流程在C/C样品表面制备ZrO2涂层。用X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析涂层的物相组成和形貌特征。结果表明:随沉积温度升高,ZrO2涂层表面形貌由小颗粒堆积态向大尺寸多晶转变;氢气流量为0时,只在局部区域出现了少量ZrO2,当氢气流量为400mL/min时,ZrO2涂层晶粒尺寸较大且晶体学平面特征最明显;在氢气流量为800mL/min时沉积出现了副产物ZrC与C;在氢气流量为1600mL/min时,出现沉积副产物ZrC;连续沉积时,得到的ZrO2涂层为山峰状形貌。     

Ni-SiO2复合镀层电沉积制备及组织性能研究

利用直流电沉积方法在Zr-4合金表面制备了Ni-SiO₂复合镀层,采用场发射扫描电镜、显微硬度计、电化学工作站、摩擦磨损试验机等研究复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐腐蚀性及摩擦磨损性能。研究结果表明:与单一的Ni镀层相比较,Ni-SiO₂复合镀层的显微硬度值有所提升,表面更为均匀,Ni-SiO₂复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能也得到明显提升。且当SiO₂颗粒添加量为10 g/L时,复合镀层的综合性能较优。      

化学气相沉积制备SiC涂层—Ⅱ.动力学研究

对Ｈ２－ＭＴＳ体系化学气相沉积制备ＳｉＣ涂层进行了实验研究。结果表明，热力学计算能够对Ｈ２－ＭＴＳ体系单相ＳｉＣ的沉积进行很好的预报。动力学实验显示：在８００￣１０００℃之间，沉积过程由化学动力学控制，此时ＭＴＳ热解为一级反应，反应活化能为１９９ｋＪ／ｍｏｌ，而在１０００￣１１５０℃之间沉积过程由扩散控制。ＸＲＤ结果显示制备的是β－ＳｉＣ，形态为球形，涂层的生长可以用三维形核生长模型来描述。     

化学气相沉积制备SiC涂层：I.热力学研究

对化学气相沉积（ＣＶＤ）法制备ＳｉＣ的热力学进行了系统研究，考察了Ｈ２－ＭＴＳ，Ａｒ－ＳｉＯ－Ｃ，Ｈ２－ＳｉＯ－ＣｘＨｙ，Ｈ２－ＳｉＨ４－ＣｘＨｙ等体系，着重研空了温度、压力、载气量和图对ＣＶＤ法制备ＳｉＣ的实验具有指导作用。     

钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展

微弧氧化是一种直接在有色金属或其合金表面原位生成陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨和耐蚀性能优良的膜层。介绍了微弧氧化技术及其特点、钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展,并指出了钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的应用前景和今后膜层研究的发展方向。     

钛合金叶尖耐磨涂层制备与组织性能研究

为解决钛合金表面直接进行电镀涂层制备结合力较低的问题,本文采用超音速火焰喷涂技术在钛合金叶尖表面制备了不同厚度 NiCoCrAlY 底层,并在底层表面用复合电镀技术制备了 Ni-cBN 耐磨面层。研究表明NiCoCrAlY-Ni-cBN 耐磨涂层的组织结构良好,结合强度大于 74.2 MPa,能够在 600 ℃大气环境中长时间保持组织和结构稳定。NiCoCrAlY-Ni-cBN 钛合金叶尖涂层与 NiCrFe/Al/hBN 封严涂层的对磨匹配效果良好,可以为钛 合金叶尖提供良好的对磨防护。     

表面活性剂对钛合金复合微弧氧化膜结构与耐磨性能的影响

为了在钛合金表面制备耐磨性能良好的复合微弧氧化膜层,研究了4种不同类型的表面活性剂对复合六方氮化硼(hBN)固体润滑微粒微弧氧化膜层微观结构及其耐磨性能的影响。结果表明,表面活性剂对复合微弧氧化(MAO)膜层的微观结构和耐磨性能有明显的影响,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低了复合MAO膜层中h BN微粒含量,削弱了膜基结合,因而不利于膜层耐磨性能的改善;非离子型表面活性剂无水乙醇由于挥发性强导致膜层的致密性下降,降低了膜层的耐磨性能;阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对复合MAO膜层的结构和耐磨性能影响较小;阴离子型表面活性剂羧甲基纤维素钠则有效改善了hBN微粒在电解液中的分散性,进而改善其在MAO膜层中的复合及分布状况,从而明显改进了复合MAO膜层的耐磨性能。     

大规格TC4钛合金厚板研制

采用经三次真空自耗电弧熔炼、多向锻造得到的TC4钛合金板坯为原料,以热模拟试验所获得的热加工图为参考,利用西部钛业有限责任公司2 800 mm四辊热轧机成功制备出了宽度为2 300 mm,厚度达到40~70 mm的大规格TC4钛合金厚板,研究了热轧工艺对其组织和室温力学性能的影响。结果表明,轧制温度、道次变形率和应变速率是制备大规格TC4钛合金厚板的关键工艺因素。所制备的TC4钛合金厚板的显微组织为双态组织,由平均晶粒尺寸为25μm的等轴初生α相、拉长的次生α相及晶间β相组成,其室温抗拉强度为925~960 MPa,屈服强度为870~910 MPa,延伸率为12.0%~14.5%。     

TC4合金成分及组织的研究

通过对抚顺特钢20炉TC4合金成分及组织分析观察,精选原材料、合理工艺控制,可以满足钛材料成分一致性,组织均匀性,高的质量稳定性。     

某特殊需求的大规格TC4钛合金棒材制备工艺研究

为给某特殊锻件提供满足缺口应力断裂性能的大规格TC4钛合金棒材,将3次真空自耗熔炼得到的5 t重的Ф720 mm TC4钛合金铸锭,分别采用β相区开坯+两相区直拔锻造和β相区开坯+两相区锻造(镦拔+直拔)两种工艺,制成Ф350 mm TC4钛合金棒材。第二种工艺制备的锻棒组织的均匀性及等轴化程度、超声波探伤水平均优于第一种工艺制备的棒材;普通退火处理后棒材的室温塑性和缺口应力断裂性能也较好;各项技术指标均符合标准要求。     

La2O3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的组织和性能的影响

用5kWCO2激光器在A3钢表面激光熔覆添加有La2O3的TiC/Ni基复合涂层，研究了稀土对激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织，耐蚀性和耐磨性的影响。研究结果表明：复合合金粉末中添加0.4%的La2O3能够减少熔覆层的气孔，疏松，使熔覆层的组织致密。熔覆层中TiC分布均匀且细小圆滑，熔覆层的耐蚀性和耐磨性得到提高。     

Microstructure and Wear Resistance of Laser Clad Cobalt-Based Alloy／SiCp Composite Coating

The SiCp (20%) reinforced cobalt-based alloy composite coatings deposited by lasercladding on IF steel were introduced. The microstructure across the whole section of such coat-ings was examined using optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and X-raydiffractometer (XRD), and the wear resistance of the coatings was measured by MM-200 typewear testing machine. The results show that the SiCp is completely dissolved during laser clad-ding and the primary phase in the coatings is r-Co. The other phases, such as SizW, CoWSi,Cr3Si and CoSi2, are formed by carbon, silicon reacting with other elements existing in themelting pool. There are various crystallization morphologies in different zones, such as planarcrystallization at the interface, followed by cellular and dendrite crystallization from interface tothe surface. The direction of solidification changes from one direction perpendicular to interfaceto multi-directions at the central and upper regions of the clad. The wear resistance of the cladis improved by adding SiCp.