激光熔化沉积60wt%不同粒径WC复合NiCu合金耐磨性及电化学腐蚀性能

通过向镍铜(NiCu)合金中添加不同粒径的WC研究对涂层的微观组织、显微硬度、耐磨性和电化学腐蚀性能的影响规律,以期解决NiCu合金表面硬度较低、耐磨性较差的问题。采用激光熔化沉积技术在A3钢板表面制备了NiCu合金涂层、60wt%粗粒径WC/NiCu复合涂层和60wt%细粒径WC/NiCu复合涂层,采用扫描电子显微镜、X射线光谱仪、光学显微镜表征其样品表面形貌,用显微硬度测试计和磨损试验机测定了熔覆层的显微硬度和耐磨性能,用电化学工作站分别对NiCu合金涂层和复合涂层的电化学腐蚀性能进行测试和分析。在合适的工艺参数下,三种涂层均与基体形成了良好的冶金结合,无明显的裂纹气孔等缺陷。熔覆层的组织以等轴晶和柱状晶为主,WC的加入使晶粒尺寸明显变小。在相同工艺参数下,加入60wt%粗粒径WC、60wt%细粒径WC的涂层硬度分别提高了62.1%、81.1%,磨损量分别降低了84.8%、94.3%,磨损机制以磨粒磨损为主。在3.5wt%NaCl溶液中,复合涂层的自腐蚀电流密度与NiCu合金涂层相比分别降低了61%和49%。WC的加入显著提高了NiCu合金涂层的性能,细粒径WC对显微硬度、耐磨性提...     

Q345B油管表面电沉积Ni60A-YSZ-Al_2O_3复合涂层组织及润湿性分析

以Q345B钢作为基底材料通过直接电沉积的方式制得Ni60A-YSZ-Al_2O_3组成的纳米复合涂层,对涂层进行组织结构与各元素组成情况的测试,并表征了涂层润湿性。研究结果表明:在Ni60A-YSZ涂层的表面区域并没有产生气孔与裂纹;在Ni60A-Al_2O_3涂层的表面区域形成了明显的包状组织,并且尺寸与分布性也更均匀。加入3 g/LYSZ以及3 g/LAl_2O_3颗粒时形成的涂层内形成了部分孔隙结构,引起了致密度的减小,此时的涂层厚度为19.17μm,增大近6%。在Ni60A-YSZ-Al_2O_3复合涂层中的Ni-Co合金具有面心立方结构。Ni与Co两种金属原子能够以具有相同结构的α相固溶体组织存在。在YSZ与Al_2O_3颗粒的质量浓度都在3 g/L的条件下可以获得最低的粗糙度,此时也获得了133°的最大接触角。     

刀具用W18Cr4V钢表面激光熔覆CoMoN/WC涂层组织与红硬性分析北大核心CSCD

选择W18Cr4V高速钢刀具作为测试基体,综合运用淬火与回火相结合的工艺处理基体。在其表面激光熔覆一层高硬度的CoMoN/WC涂层,实验测试分析各个回火温度得到的涂层硬度及其微观组织。研究结果表明:1)CoMoN/WC涂层跟基材达到了异冶金结合状态,在涂层内存Fe3W3C硬质相组织以及各类间隙态的化合物,使涂层获得很高的硬度。位于涂层中上区域存在大量的树枝晶与部分等轴晶,在中部区域形成了许多大尺寸树枝晶,在涂层底部存在许多小孔以及许多大尺寸的黑色组织。涂层形成了梯度硬度分布状态,相对于基体发生了硬度的大幅提升。三次回火+淬火循环处理涂层获得更高硬度;当回火温度上升后,涂层的硬度表现为不断减小。对试样进行高温处理后会引起晶粒的长大现象,同时减弱了组织细化的效果,形成了更多的位错数量。     

刀具用W18Cr4V钢表面激光熔覆CoMoN/WC涂层组织与红硬性分析

选择W18Cr4V高速钢刀具作为测试基体,综合运用淬火与回火相结合的工艺处理基体。在其表面激光熔覆一层高硬度的CoMoN/WC涂层,实验测试分析各个回火温度得到的涂层硬度及其微观组织。研究结果表明:1)CoMoN/WC涂层跟基材达到了异冶金结合状态,在涂层内存Fe3W3C硬质相组织以及各类间隙态的化合物,使涂层获得很高的硬度。位于涂层中上区域存在大量的树枝晶与部分等轴晶,在中部区域形成了许多大尺寸树枝晶,在涂层底部存在许多小孔以及许多大尺寸的黑色组织。涂层形成了梯度硬度分布状态,相对于基体发生了硬度的大幅提升。三次回火+淬火循环处理涂层获得更高硬度;当回火温度上升后,涂层的硬度表现为不断减小。对试样进行高温处理后会引起晶粒的长大现象,同时减弱了组织细化的效果,形成了更多的位错数量。     

Ni60A/WC激光熔覆涂层表面抗蚀行为

牙轮钻头是钻井设备的重要部件,易受到磨损与腐蚀.为了增加牙轮钻头的工作时效,可在其表面激光熔覆强化层.本研究利用YLS-2000型激光器在牙轮钻头材料15CrNiMo钢表面分别制备了Ni60A熔覆层,以及5％、15％、25％(质量分数,下同)WC增强的Ni基涂层.采用SEM和EDS等方式分析了熔覆层的显微组织及元素分布;利用XRD分析了各Ni60A/WC涂层的物相组成,使用CHI660E型电化学工作站测试了Ni60A/WC涂层的耐腐蚀性能.研究WC含量对Ni60A/WC熔覆层的微观组织与耐腐蚀性能的影响;讨论Ni60A/WC熔覆层与基体在不同pH值腐蚀液中的腐蚀行为.结果表明:随着WC含量的增多,涂层组织出现微区定向凝固;各涂层中均出现了γ(Fe,Ni)以及M23 C6、M6 C等金属间化合物;相比于基体,在不同pH值腐蚀液中,Ni60A/WC涂层的自腐蚀电流密度降低了1～2个数量级,具备良好的耐腐蚀性能,但其耐腐蚀性与WC的添加量呈负相关;富H+、OH-环境促使钝化膜由低价氧化物转变为高价氧化物.     

WC耐磨颗粒合金复合涂层的制备与性能

为了研究WC含量对涂层性能的影响,在不同的WC质量分数下,利用真空熔覆法在Q235A钢板表面制备Ni60-WC复合涂层,研究了不同WC含量的Ni60-WC复合涂层的显微硬度和耐蚀性能。结果表明:显微硬度沿层深方向变化平缓,在界面处无明显阶梯跳跃;复合涂层材料有着优良的耐稀硫酸、稀盐酸腐蚀的性能,起到了保护基体材料的作用。     

热轧45钢表面Ni60-WC涂层的高频感应熔覆及其电接触强化前后的性能

为了降低WC增强镍基合涂层的制备成本,提高其表面性能,采用高频感应熔覆技术在热轧45钢表面制备Ni60-WC合金层,并对熔覆层进行电接触强化。采用光学显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计分析了熔覆层电接触强化前后的形貌、相结构及显微硬度;采用滚动疲劳接触磨损试验研究了熔覆层电接触强化前后的耐磨性。结果表明:热轧态45钢感应熔覆层组织较为致密,但存在孔洞、夹生缺陷;熔覆层电接触强化后组织更加致密,孔洞减少,夹生层重新熔合,热影响区减小;熔覆层电接触强化前后的相结构相同,均由WC,W2C,Cr23C6,Cr7C3,Fe Ni,Ni3Fe等相组成;熔覆层电接触强化后的显微硬度和耐磨性较电接触强化前大幅提高,熔覆层电接触强化后抗疲劳磨损性能大幅提高且远高于淬火态45钢的。     

Al2O3量对2219车铝板上等离子喷涂Ni层组织和摩擦性能的影响

将Ni与Al₂O₃微米颗粒实施混合,再将其通过等离子喷涂方法沉积到2219铝合金表面,控制合适的喷涂工艺参数得到Al₂O₃/Ni复合涂层,实验测试研究Al₂O₃量对涂层组织和摩擦性能的影响。研究结果表明:与原始粉末相比,对涂层XRD测试发现形成强度很高的Ni衍射峰,Al₂O₃相发生了峰强度减小。在涂层内形成了灰色的Ni组织区,Al与Al₂O₃则呈现黑色的状态。逐渐提高Al₂O₃加入量后,形成了更多的黑色组织。涂层获得了比2219基体更高的硬度,相对于基体组织提高了3倍以上,提高Al₂O₃加入量后涂层硬度获得提升。涂层内含有的Al₂O₃比例提高后,涂层发生了摩擦系数和磨损率降低。当Al₂O₃含量继续增加后,形成较多氧化物,表现为氧化磨损。随着Al₂O₃含量的增加,氧化磨损程度表现出增加变化。     

稀土对真空熔覆Ni基/WC涂层组织结构的影响

以往对稀土Ce La影响真空熔覆Ni基/WC涂层的探讨较少.采用真空熔覆的方法在45钢上获得添加有稀土的Ni基/WC复合涂层,借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层的显微组织、化学成分和相结构.结果表明:稀土的加入改善了真空熔覆Ni基/WC复合涂层的组织,消除了针状相,使组织更加均匀致密;稀土还降低了Ni基/WC涂层各组成相中Fe元素的含量,减缓了Fe原子对Ni基合金涂层的"稀释"作用;稀土还使真空熔覆Ni基/WC涂层的(Ni,Fe)固溶体基体部分转变成了(Ni,Cr,Fe)固溶体基体,并析出了新的第二相NiB.     

激光熔覆制备Ni60−WC−Co复合涂层工艺与性能研究

目的 提高机械设备用06Cr19Ni10钢的性能,采用激光熔覆制备Ni60?WC?Co复合涂层。方法 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验仪,研究了不同激光功率对复合涂层的微观形貌、硬度和耐磨性的影响。结果 随着激光功率增大,复合涂层与基体之间紧密结合,致密均匀,球形WC颗粒均匀分布于复合涂层中,硬度、磨损量均先增大后减小;当激光功率过大时,复合涂层中WC颗粒增多,且部分WC颗粒发生热分解,生成的气体产生气孔。复合涂层物相主要由WC、W2C、γ?Ni、FeNi3、FeCr0.29Ni0.16C0.06、CoCx、Co3B2等相组成,复合涂层由顶部的树枝晶、中部的等轴晶和底部的柱状晶组成;当激光功率为1.5 kW时,硬度最高,磨损量最小,耐磨性最佳,磨损表面无明显磨损沟槽,主要呈磨粒磨损。结论 最优激光功率为1.5 kW,在此工艺下制备的Ni60?WC?Co复合涂层,可以提高机械设备用06Cr19Ni10钢的硬度和耐磨性。     

WC加入量对Ni60自熔合金喷焊层冲蚀磨损特性的影响

在转盘式磨蚀试验台上,对Ni60 25%WC和Ni60 35%WC涂层进行了冲蚀磨损试验,结果表明:在加入量25%～35%范围内,WC加入量的变化对涂层的耐冲蚀性能的影响不大,两种涂层的冲蚀磨损机理主要是微切削.     

激光熔覆添加碳化钨的镍基合金层的组织和硬度研究

为促进激光熔覆在金属材料表面改性中的进一步应用,利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和电子探针微区成分分析,研究了Q235钢基体上激光熔覆添加有WC的Ni基合金层的特性及其演变,讨论了熔覆层合金成分和显微硬度的变化规律,力求得到熔覆粉的最佳WC含量.结果表明,当添加WC低于30%(质量分数)时,激光熔覆不出现裂纹;而当WC质量分数增加到30%(质量分数)时,熔覆层平均硬度增加,出现裂纹.在熔覆层中WC完全熔化并溶解,凝固组织主要由枝晶和枝晶间共晶组成,熔覆层呈胞状或条带状快凝亚稳的两相组织.     

WC和Nb对氩弧熔覆Ni60+WC+Nb合金层组织和耐磨性的影响

采用氩弧熔覆工艺在4Cr13钢上分别熔覆Ni60、Ni60+WC和Ni60+WC+Nb系合金。比较各种材料熔覆层的显微组织、显微硬度和耐磨性。结果表明,材料的表面硬度和耐磨性等都随WC含量的增加得到很大地提高,而Nb含量的增加对硬度和耐磨性的影响不明显。     

Coarse WC Particles Ceramic-Metal Composite Coating by Laser Cladding

The coarse WC particles ceramic-metal com-posite coatings with WC density of 67 wt-% andthickness of 1.0-1.2 mm have been cladded on20Ni4Mo steel surface by a 2 kW CO_2 laser.Thesintered WC particles with the size of 600-1000 μmare chosen as the main strengthening phase,Ni-base self-flux alloy as the binder in the compo-site coatings.The microstructure andmicrohardness of both WC particles and binder areanalysed.The rigid ball indention with acousticemission technique is used to evaluate thebrittleness of the coating.Finally,the abrasive wearresistance of the coating is tested.Besides,thecoatings with the same ratio and size of WC parti-cles in low carbon steel tube rod were cladded on20Ni4Mo steel by atomic hydrogen welding tech-nique and analysed by the same way,their resultsare compared.     

WC-10Co-4Cr涂层在不同温度酸与NaCl溶液中的耐腐蚀性能

为提高1Cr18Ni9Ti不锈钢在NaCl和酸溶液环境中的耐磨损性能,利用等离子喷涂制备两种晶粒WC-10Co-4Cr涂层,研究其在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液与酸溶液(pH=5.0)中的耐腐蚀性能。结果表明:涂层中含有WC,W_2C,W以及η相(Co_xW_xC)。两种涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位均高于1Cr18Ni9Ti基体的腐蚀电位。在不同温度酸溶液(pH=5.0)中,纳米WC-10Co-4Cr涂层的电位差随温度的变化最小。涂层在NaCl和酸溶液中腐蚀机制分别为:WC-10Co-4Cr涂层表面吸附氧粒子与涂层中的Co和WC在3.5%NaCl溶液中形成电偶;在酸溶液中(pH=5.0),涂层中的Co溶解形成Co²⁺离子,和WC相直接形成电偶腐蚀,导致涂层表面出现孤立的WC颗粒。     

铝合金表面Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的组织与性能研究

利用SAS－1型超音速电弧喷涂设备和钛、铝丝在适当的工艺条件下，在LY12铝合金表面制成了钛铝合金复合涂层。并利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪、电子探针等，对涂层的成分、相结构、显微结构、孔隙率及其结合强度、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明，利用超音速电弧喷涂设备，可以在铝基表面形成低孔隙率小于2.8%，结合强度为29MPa，显微硬度HV0.2为631和干滑动磨损体积仅为LY12基体1／7的TiAl合金涂层。显微组织观察发现，涂层与基体间有冶金结合的迹象，组织结构分析表明，涂层由TiN（TiO)，Al,Ti,TiAl,Ti3Al等相组成。涂层的磨损机制可能以化合物等硬质相的剥落引起的磨粒磨损和氧化磨损为主。     

TiB2量对42CrMo齿轮钢表面感应熔覆Ni基涂层组织与性能的影响

为了提高42CrMo钢表面Ni基涂层的耐磨性能,利用感应熔覆工艺处理42CrMo钢的表面制得了具有不同TiB₂含量的Ni基涂层,之后对该涂层实施了能谱、扫描电镜表征,同时对涂层硬度与耐磨性能进行了测试,比较了不同TiB₂含量的镍基涂层在组织形态和性能方面存在的差异性。研究结果表明:微观形貌截面区域的组成结构包括扩散转移带、基体层、涂层共三层。当涂层内含有的TiB₂比例到达15%时,熔覆涂层的组织尺寸达到最小状态。从外往内变化时涂层硬度逐渐降低,而且离扩散转移带的距离越小时对应的涂层硬度也越低。涂层磨损量也表现出了和摩擦系数相近的变化规律,都表现为随TiB₂添加量的增加出现单调降低的变化,在TiB₂添加量到达15%时,涂层磨损形貌中存在明显的麻坑和划痕。     

NiTi 合金表面激光原位反应合成TiN增强金属基复合材料涂层

采用连续高功率固体Nd-YA G激光辐照, 使预置于NiTi 合金表面的Ti 粉在N₂ 环境中形成TiN 增强Ti 基复合材料涂层。选择适当的激光辐照工艺参数, 获得致密的TiN 增强金属基复合材料激光改性层。SEM 观察及EDAX 成分分析结果表明, TiN/ Ti 金属基复合材料表面改性层与基体NiTi 合金存在良好的冶金结合, 界面处成分均匀过渡, 表面Ni 含量极低。显微硬度测试及磨损实验表明, TiN/ Ti 金属基复合材料改性层显著提高了NiTi 合金的表面硬度和耐磨性, 激光表面改性层可有效地改善NiTi 合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能。      

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

采用预置粉末法在45钢表面进行激光熔覆镍基Ni60A+x%(SiC+Ti)(质量分数,下同)复合粉末涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:复合粉末通过原位反应生成弥散分布的TiC颗粒增强复合涂层,随着(SiC+Ti)含量的增加,颗粒状TiC的尺寸和数目逐渐增加;复合粉(SiC+Ti)含量达到60%时,微观组织有气孔和夹杂缺陷;复合粉(SiC+Ti)含量为48%时,熔覆层耐磨性最佳;复合涂层的磨损主要为磨粒磨损,机理为微观切削和挤压剥落。     

Al(Ni)含量对钛合金激光熔覆AlNiMoSi复合涂层摩擦学性能的影响

研究含Al、Si元素涂层的摩擦学性能可为其应用提供重要的理论参考。以Al、Ni、Mo、Si粉末为原料,采用激光熔覆技术在Ti6Al4V合金表面制备了Al质量分数分别为20%(Ni的为40%),30%(Ni的为30%),40%(Ni的为20%)的AlNiMoSi复合涂层,分别命名为20Al、30Al、40Al复合涂层。采用XRD、SEM和EDS分析了涂层的物相和显微组织,并测试了复合涂层的干滑动磨损性能。结果表明:20Al、30Al和40Al复合涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.380,0.258,0.325和9.36×10~(-5),8.43×10~(-5),1.05×10~(-4)mm~3/(N·m),30Al复合涂层的磨损性能最好,主要是因为该涂层中TiC和Ti3Al含量较高;20Al和40Al复合涂层的磨损机理主要为黏着磨损和磨粒磨损,30Al复合涂层的磨损机理主要为轻微的磨粒磨损。