耐高温铁基合金熔覆材料的研究

对耐高温铁基合金粉末的成分及其熔覆层的性能进行研究。用配有能谱仪的扫描电子显微镜(SEM)观察熔覆层的组织并测定微区元素成分,用XRD分析粉末和熔覆层的物相,通过硬度、高温处理、高温氧化、磨损等试验测试熔覆层的相关性能。研究可耐较高温度的铁基合金粉末的成分。试验表明,该材料经750℃高温处理后,仍能保持原熔覆层的硬度,且耐磨性和抗高温氧化性能良好。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al2O3涂层研究

为了改善AZ91D镁合金的表面性能,试验利用3kW横流CO2激光器在AZ91D镁合金表面上进行了激光熔覆Al+Al2O3涂层处理。熔覆后使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对熔覆层进行了微观分析,测试了熔覆层的显微硬度及摩擦磨损性能。试验结果表明:熔覆层由Mg,Mg17Al12,Al2O3等相组成,表层微观结构主要是Mg和Al的亚共晶基体及其上弥散的Al2O3颗粒;熔覆层的平均显微硬度最高达到250HV0.05,明显高于基体AZ91D(70～80HV0.05);其磨损性能与基体相比也有了较大提高。     

镍铬合金激光熔覆层的制备及其表征研究

采用激光熔覆的方法,在45钢表面添加镍包铬复合粉末制得镍铬合金激光熔覆层。结果表明,镍铬合金激光熔覆层主要由Ni、Cr、Fe、C等元素组成,其显微组织是定向凝固的柱状枝晶组织。镍铬合金激光熔覆层熔覆区的平均显微硬度为441.4HV,约为基体45钢显微硬度的1.6倍,熔覆层的磨损量为基体45钢的60%,因此镍铬合金激光熔覆层具有较好的耐磨性能。     

铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层

利用激光表面合金化和宽带激光熔覆工艺在铜基体表面制备出由Cu-Ni合金化层和NiCrBSi熔覆层组成的梯度涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及显微硬度计,系统分析合金化层与熔覆层的物相构成、显微组织及硬度。结果表明:合金化层与铜基体之间的界面呈"锯齿状",在合金化层近基材底部是一种不规则的层状结构;在合金化层中,Ni、Cu元素发生充分互溶,使合金化层的热导率降低至Cu基体的1/9,有效提升铜表面NiCrBSi熔覆层的成形能力;同时,NiCrBSi熔覆层组织致密,其强化相由γ-Ni、Cr B、M_(23)C_6及Ni_3Si构成,显微硬度明显提高,平均值达到400HV,是铜基体硬度的5倍。从铜基体到NiCrBSi熔覆层,显微硬度呈梯度增加,涂层具有里韧外硬的特征。     

稀土CeO2对Ni60A激光熔覆层组织与性能的影响

利用CO_2激光器在38CrMoAl钢表面熔覆含稀土CeO_2的Ni60A熔覆层,研究稀土含量对Ni60A熔覆层组织与性能的影响。结果表明:稀土CeO_2能够细化和净化Ni60A熔覆层组织,并促使短菱状碳化物M23C6(M=Fe,Ni,Cr)的生成;随着稀土CeO_2含量的增加,熔覆层的显微硬度、耐磨性能与耐蚀性能均呈先升后降的趋势;质量分数为1.0%时,显微硬度与耐磨性能达到最高值,硬度为731.87HV0.1,与未添加稀土熔覆层(557.2HV0.1)相比,提高了31.34%;磨损率为3.057×10~(-14)m~3/(N·m),是未添加稀土熔覆层磨损率(13.29×10~(-14)m~3/(N·m))的23%;质量分数为0.5%和1.0%时,具有最好的耐腐蚀性能,耐蚀性保护评级均为5。     

激光熔覆再制造镍基高温合金气门的组织和性能研究

采用激光熔覆技术对磨损失效的Nimonic 80A气门进行修复。利用金相显微镜观察熔覆层组织,用扫描电镜和能谱仪对熔覆层进行组织和成分分析,研究熔覆层硬度的变化,采用渗透探伤检测熔覆层表面缺陷,对合格的再制造气门进行装机考核实验。结果表明:激光熔覆层组织主要由柱状树枝晶和枝晶间的共晶组织组成,熔覆层和基体之间形成冶金结合,熔覆层内部无气孔和微裂纹等缺陷;熔覆层平均硬度较基体提高了37.7%;再制造气门的耐磨性是新气门的1.5倍。     

1Cr12Ni3MoVN激光改性熔覆的组织与耐磨性

为改善1Cr12Ni3MoVN合金耐磨性能,采用Nd:YAG激光在该合金表面进行了激光熔覆试验。分析了熔覆层微观组织,测试了显微硬度及在大气环境下的干滑动摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层和基体实现了良好的冶金结合,熔覆层组织主要为板条马氏体和残余奥氏体,且较基体得到明显的细化;硬度值由熔覆层(平均452 Hv)到基体区(290 Hv左右)逐渐减小,硬度峰值出现在熔合线附近,达487 Hv。熔覆层的耐磨性能得到明显改善,其磨损失重量约为基体的67%。     

激光工艺参数对NiCoCrAlYSi熔覆层微观组织及性能的影响

采用激光熔覆技术在Ni625高温合金表面制备NiCoCrAlYSi涂层,研究激光功率和扫描速度对NiCoCrAlYSi熔覆层冶金质量及微观组织的影响。通过测试熔覆层显微硬度及摩擦磨损性能,建立激光熔覆工艺参数、微观组织与熔覆层性能之间的关系。结果表明：随着激光输入能量从36 J/mm²升高至73.3 J/mm²,熔覆层厚度从534 μm增加到1 535 μm,表面气孔率从0.07%增大到0.65%,以及平均气孔尺寸从0.23 μm增大到1.33 μm,且熔覆层微观组织发生粗化,熔覆层表面气孔率的增大及组织粗化导致其显微硬度和耐磨性逐渐降低;当激光输入能量比为36 J/mm²时,熔覆层组织致密性最高、晶粒尺寸最细小,且内部分布有大量的位错及位错墙结构,此时熔覆层硬度及耐磨性也最佳。     

塑料模具钢表面激光熔覆陶瓷复合涂层的性能研究

为了提高覆层的硬度和耐磨性,在塑料模具钢P20表面预置非晶的纳米Al2O3,TiC,WC等陶瓷硬质颗粒的涂层,采用CO2激光器进行熔覆处理。对激光熔覆陶瓷复合层的显微组织结构进行了分析,并测试了其硬度和耐磨性。结果表明:通过高能量密度的激光处理,基体和熔覆层元素相互扩散与反应,其中的WC,Al2O3,FeSi成为熔覆层中的硬质相,显著提高了材料的硬度和耐磨性。磨损后熔覆层表面主要为细小的划痕,其磨损方式主要为磨粒磨损。     

激光熔覆镍基合金组织及磨损性能研究

利用CO2激光器在45钢基体上熔覆Ni基合金,分析激光熔覆层的微观组织,测试其显微硬度及磨损性能。结果表明,所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成良好的冶金结合。从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的树枝晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡。激光熔覆层磨损量约为基体的1/3,熔覆层耐磨能力增强的主要原因在于熔覆层与基体良好的冶金结合,以及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用所致。     

激光熔覆科尔莫落依合金涂层的奥氏体不锈钢表面组织和耐磨性研究

为提高AISI316L奥氏体不锈钢的耐磨性能,采用CO2激光技术对其表面进行了激光熔覆Colmonoy 6合金涂层的研究。采用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对熔覆层微观组织结构进行了分析,并采用硬度计、摩擦磨损试验机等仪器对其性能进行了测定。研究发现激光熔覆前进行450℃预热及熔覆后的保温缓冷是防止裂纹产生的有效手段。试验结果表明,熔覆区凝固组织形态为典型的树枝晶,主要是由γ-Ni固溶体和M23(CB)6、BNi3及CrB等化合物相构成;熔覆层的表面硬度得到显著提高,摩擦系数相对较低,耐磨性相对提高了53倍。磨损形式为磨粒磨损。     

氧化时间对7075铝合金微弧氧化陶瓷层组织结构及性能的影响

采用以铝酸盐为主的碱性水溶液,对7075超高强度铝合金进行不同时间的微弧氧化表面处理,通过SEM和XRD对氧化陶瓷层的组织结构进行分析,研究不同微弧氧化时间对显微硬度、磨损性能和电化学性能的影响。结果表明:制备的陶瓷层致密,厚度大于50μm,与基体材料形成冶金结合;陶瓷膜层由γ-Al2O3和α-Al2O3两相组成,其中γ-Al2O3相含量较多,并且随着微弧氧化时间的延长,表面粗糙度增加,α-Al2O3相数量增加,陶瓷层具有高的显微硬度(1 423HV0.1),且抗蚀性和抗耐磨性能增强。     

TiAlN/TiN减摩耐磨涂层试验研究

用多弧离子镀法在旋转密封环表面沉积TiAIN/TiN复合涂层。并用扫描电镜,X射线衍射仪和显微硬度计研究膜层性能。测试结果表明：TiAIN/TiN复合涂层的主要相TiN,以(111)晶面生长;表面粗糙度为0.48 μm;膜基结合力为40 N;显微硬度为HV=2 035;TiAIN/TiN复合涂层密封环实际工况的摩擦因数为0.37,平均磨损率为7.96×10-10 m3/h．     

钨极氩弧重熔对电弧喷涂复合涂层组织的影响

采用改进的电弧喷涂工艺在钢基底上制备WC颗粒增强钢基复合涂层,并对其进行钨极氩弧重熔以获得与基材呈冶金结合的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD、显微硬度计对涂层成分、组织、相结构及显微硬度进行测试。结果表明:电弧喷涂WC-钢基复合涂层经钨极氩弧重熔后,涂层的致密度提高,组织细小均匀,熔覆层与基材形成良好的冶金结合,熔覆层由F、P和其上分布的均匀、细小WC颗粒组成,无二次析出相,涂层的组织较之重熔前显著改善。     

钴基合金激光熔覆组织及其耐磨耐蚀性研究

利用CO2 激光器在Q235低碳钢基体表面熔覆Co基合金,并利用电子显微镜技术观察和分析了激光熔覆层的显微组织特征.耐磨性、抗擦伤性和耐腐蚀性等性能实验表明,与等离子喷涂层相比,激光熔覆层具有较好的抗擦伤性能和耐腐蚀性能.     

纯Cr粉末激光熔覆层组织分析

为了提高工件的抗烧蚀及耐磨性,利用激光在PCrNi3Mo钢上熔覆纯Cr粉末,并对激光熔覆和等离子喷涂层进行组织对比分析。从X射线衍射图谱可以看出激光熔覆层中只含有Cr一种物相,而等离子喷涂层含有Cr物相和Cr2O3物相。从显微组织可以看出激光熔覆区和热影响区之间,热影响区与基体之间没有明显的界面特征,已经形成了冶金结合。激光熔覆后获得了细化晶粒组织,产生位错和晶界。因此激光熔覆的力学性能、硬度和耐磨性均优于等离子喷涂。     

基于正交试验法的激光熔覆4J36低膨胀合金涂层工艺优化

用半导体激光器在45#钢表面激光熔覆4J36低膨胀合金涂层,采用正交试验方法研究激光功率、扫描速度、送粉率、搭接率等工艺参数对熔覆层表面裂纹及显微硬度的影响。结果表明:4种参数对熔覆层裂纹及显微硬度都有影响,其中激光功率对两指标影响最大,而搭接率影响最小;当激光功率为1 400 W、送粉率为25 g/min、扫描速度为270 mm/min、搭接率为45%时,熔覆层表面裂纹最少;当激光功率为1 400 W、送粉率为30 g/min、扫描速度为270 mm/min、搭接率为40%,熔覆层显微硬度最高,可达到457.2HV0.2。     

二氧化碳堆焊铁基合金组织和性能的研究

为了进一步提高Fe55自熔性合金粉末的性能,利用二氧化碳保护焊在45#钢上堆焊Fe55自熔性合金粉末以及Fe55与碳化钨、碳化硅的混合粉末。利用XJL-02A金相显微镜对焊缝区的显微组织进行观察对比,采用2500PCX-ray衍射仪对堆焊层金属的物相成分进行分析,对堆焊层的显微硬度、耐磨性进行测试。结果表明,Fe55+15%W+6%SiC堆焊层与基体实现了冶金结合,堆焊层组织为马氏体和残余奥氏体,并有W3Cr12Si5、Cr3Si等增强相。显微硬度达913HV,耐磨性较Fe55提高2倍。     

液压支柱表面镍基自熔合金TIG修复研究

为提高液压支柱在复杂工况下的工作寿命,以水玻璃为黏结剂在液压支柱基体27SiMn上涂覆镍基自熔合金粉末,采用手工钨极氩弧焊进行熔修。利用金相显微镜观察熔覆层表面和横截面的组织,进行熔敷金属的硬度、耐磨性实验,测试了基体与熔覆层的耐蚀性能。结果表明:熔覆金属的显微组织和力学特性随着熔覆电流的变化而改变,耐磨性在熔覆电流为70 A时为最优,熔覆层较基体的耐蚀性有显著提高。     

液压支柱表面镍基自熔合金TIG修复研究

为提高液压支柱在复杂工况下的工作寿命,以水玻璃为黏结剂在液压支柱基体27SiMn上涂覆镍基自熔合金粉末,采用手工钨极氩弧焊进行熔修。利用金相显微镜观察熔覆层表面和横截面的组织,进行熔敷金属的硬度、耐磨性实验,测试了基体与熔覆层的耐蚀性能。结果表明：熔覆金属的显微组织和力学特性随着熔覆电流的变化而改变,耐磨性在熔覆电流为70 A时为最优,熔覆层较基体的耐蚀性有显著提高。