激光熔覆Ni-Co基合金复合涂层的组织与耐磨性

借助于光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、摩擦磨损试验机等研究了1Cr17Mn6Ni5N不锈钢表面激光熔覆Ni/Co基合金复合涂层的组织与干滑动摩擦磨损性能。结果表明:涂层材料由含35%WC的Ni基合金(Ni35WC)和一定量的Co基合金粉混合构成。激光熔覆Ni35WC+30%Co基合金复合涂层硬度比单一的Ni基合金熔覆层的提高50~70 HV;复合涂层的干滑动摩擦磨损速率相比不锈钢基材的下降约51%,相比Ni基合金熔覆层的下降约25%。干滑动摩擦磨损抗力的提高被认为是固溶强化、细晶强化和硬质点化合物产生的弥散硬化共同作用的结果。     

W6Mo5Cr4V2/A100复合材料的制备及摩擦性能

为了提高A100钢的摩擦学性能,采用气雾化法制备纯A100钢粉末及分别添加10%、17%、23% W6Mo5Cr4V2高速钢的W6Mo5Cr4V2/A100合金粉末,再利用粉末冶金工艺制备W6Mo5Cr4V2/A100复合材料。研究不同含量W6Mo5Cr4V2钢对复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并探讨其磨损机理。结果表明,随着W6Mo5Cr4V2钢含量的增加,复合材料的硬度先上升后下降,且摩擦因数和磨损率都有不同程度的降低,但是材料的密度和韧性都略微下降。当W6Mo5Cr4V2钢含量为17%时,复合材料的摩擦性能最优,这与其优异的微观结构和力学性能有着密不可分的关系。     

镍基碳化钨颗粒增强复合熔覆层的组织结构与摩擦学性能

借助激光熔覆方法在H13钢基材上制备不同WC含量的Ni基WC复合熔覆层,采用扫描电子显微镜(SEM)、微区X射线能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆层表面的物相、熔覆层与基材的结合情况、熔覆层内部增强相的形貌、成分与分布;在室温下测试显微硬度、摩擦因数和磨损率。结果表明:基体和熔覆层之间为冶金结合,熔覆层物相为γ-Ni相、WC、Cr23C6、W2C相,这些碳化物呈现近圆形;激光熔覆层中Ni基体的显微硬度为550-700 HV0.1,硬质相颗粒的显微硬度为2700~3500 HV0.1,是基材显微硬度的5~7倍;Ni基+30%WC熔覆层的摩擦因数为0.7,磨损率为1.92×10~(-8)mm~3/(N·m)。随着WC含量增多45%,耐磨性进一步提高、摩擦因数约为0.4,磨损率为8.32×10~(-9)mm~3/(N·m),WC含量达到60%,摩擦因数为0.5、磨损率与45%WC熔覆层磨损率接近;综合比较,45%WC激光溶层耐磨减摩效果最佳。     

TiC含量对原位钛基复合材料组织与摩擦性能的影响

采用原位自生熔铸法制备以纯钛和石墨粉为原料,TiC增强相含量分别为2%、4%、6%、8%、10%的钛基复合材料。研究了TiC增强相体积分数对钛基复合材料组织形貌及摩擦性能的影响。结果发现,随着增强相含量的增加,TiC形态由纤维状,短棒状逐渐生长为枝晶状形态,硬度(HRC)从30.8提高到46.2。当TiC增强相的含量为6%时,硬度达到最大值。在载荷为100N、转速为100r/min条件下,与Cr12MoV钢对磨的平均摩擦因数从0.46下降到0.37。钛基复合材料与Cr12MoV钢的干滑动摩擦磨损机制随着TiC增强相含量增加,由严重的粘着磨损、氧化磨损逐渐转变为轻微粘着磨损,磨粒磨损和氧化磨损。     

高焓等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层的耐磨性

为提高马氏体不锈钢（0Cr13Ni4Mo）的表面硬度及耐磨性能,对不锈钢表面进行高焓等离子喷涂WC10Co4Cr强化,对涂层进行组织观察和物相组成分析,并在不同温度下进行了摩擦磨损试验。研究表明：WC10Co4Cr涂层组织致密,主要由WC物相构成,另外还有少量的W2C和Co25Cr25W8C2。在室温和高温（400 ℃）时,WC10Co4Cr涂层均具有较低的摩擦因数。室温时,基体的磨损机制主要以粘着磨损和磨粒磨损为主。WC10Co4Cr涂层其磨损机制主要以微切削为主。400 ℃条件下,不锈钢基体的磨损机理主要以粘着磨损和剥层为主,磨痕边缘部位主要以磨粒磨损为主。WC10Co4Cr涂层试样的磨损机制主要以磨粒磨损为主,伴随有剥层现象出现。     

Ni基合金高速火焰喷焊层组织及耐磨性研究

使用QT-E-7/h型喷枪的高速火焰喷焊设备,在45圆钢表面喷焊添加了不同含量Ni包WC的Ni基合金粉末,并对喷焊层的微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究。研究结果表明:喷焊层微观组织为奥氏体的基体上弥散分布着Fe Ni3,Cr2Ni3,Cr3Si,WC等相;Ni包WC含量在0%~30%范围内时,随着Ni包WC含量的增加,喷焊层显微硬度增加,耐磨性增强;当Ni基合金粉末中Ni包WC含量为27%时,喷焊层表层的显微硬度最高,耐磨性最好,耐磨性较不加Ni包WC提高了约1倍;喷焊层磨损机理以黏着磨损和磨粒磨损为主;当进一步增加Ni包WC含量达到30%时,喷焊层出现宏观裂纹,致使喷焊层无法成形。     

固体润滑颗粒增强铝基复合材料的高温摩擦学行为（英文）

通过搅拌铸造法制备AA6061-10wt.%B4C单一复合材料,Gr(Gr为石墨)颗粒含量为2.5、5、7.5 wt.%的AA6061-10wt.%B4C-Gr混杂复合材料,和Mo S2颗粒含量为2.5、5、7.5wt.%的AA6061-10wt.%B4C-Mo S2混杂复合材料。采用销-盘式摩擦试验机(对磨材料为EN31)研究温度对复合材料干滑动摩擦行为的影响。在30～100°C的温度范围内,由于摩擦保护层及其固体润滑相的共同润滑作用,Gr增强和Mo S2增强的混杂复合材料的磨损率和摩擦因数均下降。对磨损表面进行扫描电镜观察,结果表明,150、200和250°C下的磨损机制分别为重度粘着磨损、剥层磨损和磨粒磨损。透射电镜结果显示,150°C时,混杂复合材料中形成了变形带和精细的晶体结构,分别是由严重的塑性变形和动态再结晶造成的。     

粉末冶金自润滑Cu/MoS_2复合材料的摩擦行为（英文）

研究MoS_2含量对纯铜的显微组织、密度、硬度和耐磨性能的影响。采用纯铜粉和MoS_2粉末,通过机械球磨和热压法,制备含0~10%(质量分数)MoS_2颗粒的铜基复合材料。在干滑动摩擦条件下,采用销-盘式磨损实验装置,测试材料的耐磨性能,固定滑动速率为0.2 m/s。硬度测试结果显示,MoS_2含量为2.5%的复合材料的硬度达到峰值。当载荷一定时,Cu/2.5MoS_2复合材料具有最低的摩擦因数和磨损量。当载荷从1 N增加到4 N,不同含量增强相复合材料的摩擦因数均减小,同时,磨损量增大。磨损表面和磨屑的SEM照片显示,Cu/MoS_2复合材料的磨损机理由纯铜的粘着磨损为主转变为磨粒磨损和剥层磨损相结合的机制。     

WCp增强钢基复合材料的三体磨损性能

在室温条件下，选用三体磨粒磨损试验机，石英砂磨料，研究增强相WC颗粒直径对WC，增强钢基表层复合材料磨损性能的影响，以20％Cr高铬铸铁作为标样，计算相对耐磨性值。结果表明，WC，增强钢基表层复合材料相对于20％Cr高铬铸铁的相对耐磨性，随其增强相WC颗粒直径的变小而降低，当增强相WC颗粒直径大于150μm时，相对耐磨性值达到5左右，而当增强相WC颗粒直径小于100μm时，相对耐磨性值降低到1左右，即与20％Cr高铬铸铁的抗磨粒磨损性能相接近。     

WC/铁基表面复合材料摩擦磨损特性研究

为了获得质优价廉的耐磨材料,作者采用铸渗法制造WC增强金属基表面复合材料,研究了WC颗粒含量(质量分数)对渗层在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能的影响.结果表明:当WC颗粒含量为45%时,摩擦系数与耐磨性最好;用SEM观察磨痕形貌,发现试样的磨痕最为平整、光滑,且塑性变形较轻;磨损机制主要以剥层、撕裂和塑性变形为主;表明添加适量的增强颗粒能有效地降低摩擦副之间的犁沟和粘着效应.     

电冶熔铸WC/GCr15钢复合材料的摩擦磨损特性

选择大颗粒WC作增强相，采用电冶熔铸工艺制备了含27％WC粒子的WC／GCr15钢复合材料，观察了复合材料中WC颗粒与钢基体的结合情况；在MM-200型摩擦磨损试验机上研究了室温下复合材料同GCr15钢对摩时的摩擦磨损性能。结果表明：复合材料中的WC颗粒部分溶解于钢基体相，两相界面形成厚达数微米的反应层，有效地提高了界面结合强度。电冶熔铸WC／钢复合材料的耐磨性能比基体材料GCr15钢提高了5倍以上，扫描电镜下的磨痕照片显示：大颗粒WC承担了磨损的主要载荷，实验中没有发生明显脱落的现象，说明界面结合强度在提高复合材料磨损性能方面所起的作用。     

堆焊工艺制备金属间化合物复合材料的组织和性能

以WC，NiAl，NiB和Ni粉末等混合球磨、烧结制备复合材料焊条，在球磨过程中，WC颗粒被破碎，NiAl，NiB和Ni反应生成金属间化合物Ni3A1。用氩弧焊将这种复合材料焊条堆焊在1Cr25Ni20Si2不锈钢的表面，形成5mm厚的金属间化合物耐磨复合材料。堆焊过程中，部分WC溶解，析出新碳化物W2C，Ni3Al转变成新金属间化合物Ni3(A1Ti)C。这种复合材料的耐磨性可达45钢的3倍以上。     

软氮化25Mn钢的摩擦学性能研究

研究了软氮化25Mn钢与35CrMo钢在干摩擦、润滑摩擦及不同载荷工况下的摩擦磨损性能,并分析了摩擦磨损机理。结果表明,润滑摩擦时最小平均摩擦因数为0.125,最大平均摩擦因数为0.193;干摩擦时最小平均摩擦因数为0.286,最大平均摩擦因数为0.471。润滑摩擦时最小磨损量为0.049 mg,最大磨损量为0.065 mg;干摩擦时最小磨损量为0.053 mg,最大磨损量为0.085 mg。干摩擦时的磨损形式有磨粒磨损和粘着磨损,而润滑摩擦时只有较浅的犁沟。     

WCp增强钢基表层复合材料的两体磨粒磨损性能

在室温条件下,选用销盘磨粒磨损试验机,绿碳化硅磨料,研究增强相WC颗粒直径对WCp增强钢基表层复合材料磨损性能的影响,以正火ZG45作为标样,计算相对耐磨性ε值.研究结果表明,WCp增强钢基表层复合材料相对于正火ZG45的相对耐磨性ε值,随其增强相WC颗粒直径的变小而降低,当增强相WC颗粒直径大于150μm时,相对耐磨性ε值高达40左右,而当增强相WC颗粒直径小于100μm时,相对耐磨性ε值降低到5以下.     

固溶时效对等离子堆焊WCp/18Ni300钢复合涂层组织与性能的影响

采用等离子堆焊技术在Cr5钢表面制备WC增强18Ni300钢复合涂层. 研究添加质量分数为25%和35%的球形WC对堆焊层组织与性能的影响,分析固溶(900 ℃ × 1 h)和时效(490 ℃ × 5 h)处理前后堆焊层的显微组织/相变过程/显微硬度和摩擦磨损性能. 结果表明,在马氏体时效钢粉末中添加WC颗粒影响堆焊层组织和马氏体相变. WC/MS300复合堆焊涂层的显微组织主要以奥氏体为主. 经固溶时效热处理后,基体试样硬度和摩擦磨损性能下降,而WC/MS300试样中γ-F转变为α-Fe,硬度和耐磨性显著改善,添加35%WC试样耐磨性能最佳. 由WC的微观结构演变表明,固溶时效后WC颗粒周围形成厚的扩散层,显著改善了界面结合.     

同步送粉激光熔注制备WCp&H13钢复合材料层的微观组织和摩擦磨损性能

以铸造WC（WC/W2C共晶）作为增强颗粒,4Cr5MoSiV1作为熔注层金属基体,采用激光熔注技术在Q235表面制备WCp/4Cr5MoSiV1金属基复合材料层。采用XRD、OM 、SEM和EDS对涂层的物相、宏观形貌和微观组织进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,室温条件下进行销盘式面接触干滑动摩擦磨损试验,利用SEM对磨损表面进行微观组织分析。研究表明,复合材料层的相组成主要有γ-Fe、WC、M2C、M6C、M23C7、(Fe,W)3C（M=（Fe,Cr,W,Mo））,碳化物在复合材料层中呈现不同的形态。复合材料层的硬度723.74HV0.2,是基材Q235硬度的4.6倍,较传统淬火态4Cr5MoSiV1高出50%。复合材料层的平均摩擦系数为0.283,仅为硬质合金的87.1%、4Cr5MoSiV1的61.1%;相对磨损率43.45,是硬质合金的1.7倍,4Cr5MoSiV1的43倍。     

激光熔覆Mo2NiB2-Cr7C3复合陶瓷熔覆层组织结构与性能研究

目的 采用激光熔覆法在45#钢表面制备耐磨耐蚀的Mo2NiB2-Cr7C3复合陶瓷熔覆层,并研究制备工艺对组织结构与性能的影响.方法 采用3 mm/s与4 mm/s的激光扫描速率及添加Cr7C3颗粒的工艺,激光熔覆制备Mo2NiB2-Cr7C3熔覆层.利用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪对熔覆层的组织结构、元素分布与物相组成进行分析.利用维氏显微硬度计、摩擦磨损仪与电化学工作站对熔覆层的硬度、摩擦性能与腐蚀性能进行分析.结果 Mo2NiB2-Cr7C3复合陶瓷熔覆层与45#钢基材间存在熔合过渡区,形成良好的冶金结合.熔覆层物相主要由Mo2NiB2、Cr7C3、{FeNi}合金相组成,其中Mo2NiB2相与Cr7C3相在熔覆层中间位置处聚集,3 mm/s扫描速率增加了{FeNi}相的含量.熔覆层的显微硬度由表及里先增后减,最高值可达1300HV0.1以上,可提高45#钢的硬度(220HV0.1)6倍.相较于45#钢,熔覆层具有更低的摩擦因数、磨损量与更优的耐腐蚀性能,其中4 mm/s制备的Mo2NiB2-Cr7C3硬度最高,耐磨性能最优(平均摩擦因数为0.66,磨痕深度为8.6μm),耐腐蚀性能最好(腐蚀电流比45#钢低1个数量级).结论 较高的扫描速率(4 mm/s)与Cr7C3颗粒的添加可有效提高Mo2NiB2-Cr7C3熔覆层的机械与耐腐蚀性能,可用于45#钢的表面改性.     

真空熔覆Ni基复合涂层的制备及性能研究

目的 提高65Mn钢的耐磨性和耐酸碱腐蚀性能。方法 通过真空熔覆技术在65Mn钢表面制备了Ni基-碳化钨(WC)复合涂层,并加入稀土氧化铈(CeO₂)改善其微观缺陷。采用扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDS)观察涂层微观结构和元素分布,X射线衍射仪(XRD)测定涂层物相成分,维氏显微硬度计测试涂层硬度。采用带有干涉镜头的摩擦磨损试验机测定涂层的摩擦因数,并通过三维形貌图获取磨痕宽度、深度和体积磨损量,通过磨痕扫描形貌分析摩擦磨损机理。采用电化学工作站分别测试涂层在酸性和碱性腐蚀介质中的电化学性能。结果 涂层以(Ni,Cr,Fe)固溶体、WC及含W增强相的Cr4Ni15W和Ni17W3作为主要的强化相组成。涂层随硬质相WC含量的增加而出现孔洞、裂纹等缺陷,在CeO₂的改善作用下,质量分数为30%的WC硬质相涂层组织致密,无明显缺陷,平均显微硬度达900HV1～1 000HV1,是基体硬度的3～4倍;摩擦磨损性能较65Mn钢基体有明显提高,在不同试验条件下,其体积磨损率仅为65Mn钢基体的13.1%～17.4%,但摩擦因数略高于基体。磨痕分...     

同步送粉激光熔注WC-W_2C_p/4Cr5MoSiV1复合材料层微观组织及摩擦磨损性能

以铸造WC (WC/W_2C共晶)作为增强颗粒,4Cr5MoSiV1作为熔注层金属基体,采用激光熔注技术在Q235表面制备WC_p/4Cr5MoSiV1金属基复合材料层。采用XRD、OM、SEM和EDS对涂层的物相、宏观形貌和微观组织进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,室温条件下进行销盘式面接触干滑动摩擦磨损试验,利用SEM对磨损表面进行微观组织分析。结果表明,复合材料层的相组成主要有γ-Fe、WC、M_2C、M_6C、M_(23)C_6、(Fe,W)_3C (M=Fe,Cr,W,Mo),碳化物在复合材料层中呈现不同的形态。复合材料层的HV_(0.2)硬度7237.4 MPa,是基材Q235硬度的4.6倍,较传统淬火态4Cr5MoSiV1高出50%。复合材料层的平均摩擦系数为0.283,仅为硬质合金的87.1%, 4Cr5MoSiV1的61.1%;相对磨损率43.45,是硬质合金的1.7倍,4Cr5MoSiV1的43倍。     

铁基合金等离子弧喷焊层组织及耐磨性研究

使用PT-40002ST型等离子弧喷焊设备,在45钢表面制备含有不同含量WC颗粒的铁基合金粉末喷焊层,并分别对喷焊层进行显微组织观察、显微硬度测试及摩擦磨损试验。研究结果表明:随着WC含量的增加,第二相增多;喷焊层的平均显微硬度较45钢的提高约2.5倍,且喷焊层表层硬度先提高后降低;当铁基合金粉末中w(WC)为10%时,喷焊层表层的显微硬度值最高,且耐磨性最好,耐磨性较不加WC时提高了约1倍,磨损机理以黏着磨损和磨粒磨损为主。