激光熔覆MoS2/TiC/Ni减摩耐磨复合涂层组织及磨损性能的研究

以MoS2、TiC、Ni粉为原料,在20钢基材表面利用激光熔覆技术制备了减摩耐磨复合涂层.采用SEM和XRD对复合涂层的组织和相组成进行了研究,结果表明复合涂层主要由部分未熔的TiC颗粒、Mo2C、γ镍基固溶体和多种两元、三元硫化物TiS、NiS、Ni3Ti4S8等组成.用FALEX-6摩擦磨损实验机对MoS2/TiC/Ni复合涂层、MoS2/Ni激光熔覆层以及45钢的耐磨性能进行了对比,并对三种试样表面的磨损形貌进行了SEM观察.实验表明:MoS2/Ni激光熔覆层具有最低的摩擦系数,但磨损失重最大;MoS2/TiC/Ni复合涂层在载荷17.8N、转速200r/min条件下,磨损40分钟,其磨损失重仅为45钢的1/6.     

激光熔覆MoS2／TiC／Ni减摩耐磨复合涂层组织及磨损性能的研究

以MoS2、TiC、Ni粉为原料，在20钢基材表面利用激光熔覆技术制备了减摩耐磨复合涂层。采用SEM和XRD对复合涂层的组织和相组成进行了研究，结果表明复合涂层主要由部分未熔的TiC颗粒、M02C、γ镍基固溶体和多种两元、三元硫化物TiS、NiS、Ni3Ti4S8等组成。用FALEX。6摩擦磨损实验机对MoS2／TiC/Ni复合涂层、MoS2/Ni激光熔覆层以及45钢的耐磨性能进行了对比，并对三种试样表面的磨损形貌进行了SEM观察。实验表明：MoS2／Ni激光熔覆层具有最低的摩擦系数，但磨损失重最大；MoS2／TiC／Ni复合涂层在载荷17．8N、转速200r／min条件下，磨损40分钟，其磨损失重仅为45钢的1／6。     

TC4钛合金激光熔覆TiC+M涂层组织和耐磨性能研究

用CO2激光在TC4合金表面熔覆TiC＋髓和TiC＋NiCrBSi金属陶瓷涂层,分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层的干滑动磨损性能。结果表明,在TiC＋Ti激光熔覆层中,TiC颗粒全部溶解,熔覆层的组织是在β-Ti基体上分布着TiC树枝晶;在TiC＋NiCrBSi激光熔覆层中,TiC颗粒部分溶解,熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和卜Ni＋M23（CB）6共晶的基体上分布着细小的TiC颗粒和TiC树枝晶。TiC＋骶激光熔覆层的显微硬度在500～700HV之间,质量磨损率约为TC4合金的1／3;TiC＋NiCrBSi激光熔覆层的显微硬度在900～1100HV之间,质量磨损率约为TC4合金的1／10。     

激光功率对钛合金表面Ni基复合涂层的影响

采用光纤激光器,在Ti6Al4V合金表面激光熔覆Ni60和Ni/MoS2粉末制备复合涂层,利用OM、SEM、EDS分析了激光功率对熔覆层宏观形貌、显微组织、显微硬度的影响。结果表明,在其他工艺参数不变的条件下,随着激光功率的增大,熔覆层宽度、厚度、基材熔化深度、热影响区深度均增大;显微硬度逐渐增大;熔覆层表面质量下降,最佳激光功率范围为1.5~2 kW。     

激光熔覆TiC/Ni60镍基涂层磨损特征

利用Ni60自熔合金粉末、 TiFe粉、石墨、 CaF_2,稀土,经适当比例混合后采用激光熔覆技术在35CrMo基材表面制备TiC/Ni60基涂层,对熔覆层宏观形貌、硬度、磨损后的微观形貌进行观察和研究,同时对比了TiC/Ni60基涂层与Ni60涂层的磨损试验。结果表明:经激光熔覆后熔覆层平均显微硬度明显提高,高于Ni60涂层硬度, w(CaF2)8%的粉末涂层与Ni60涂层相比,耐磨损性能提高。     

钛合金表面激光熔覆TiN-Ni基合金复合涂层的组织和磨损性能

以TiN和NiCrBSi合金混合粉末为原料，采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备出TiN颗粒增强Ni基合金涂层。利用XRD，SEM和TEM等分析了激光熔覆层的相组成及微观组织，并测试了激光熔覆层的显微硬度和磨损性能。结果表明，激光熔覆层由熔覆区和稀释区2个区域组成，熔覆区的组织是在γ-Ni树枝晶和γ-Ni＋Ni3B层片状共晶的基体上均匀地分布着TiN颗粒和针状尬3C6相，显微硬度在9000MPa-12000MPa之间.稀释区为基底TC4合金和熔覆材料Ni基合金的混合凝固区，呈胞状晶和树枝晶形态。激光熔覆层中存在颗粒强化、细晶强化和固溶强化等多种强化作用，大幅度地提高了TC4合金的耐磨性能。     

45钢表面激光熔覆Ni/WC性能研究

研究了在45钢表面激光熔覆Ni60合金时,WC对熔覆层组织性能的影响,分析了Ni/WC配比对熔覆层显微硬度、耐磨性及金相组织结构的影响。结果表明,采用Ni60+30%WC合金粉末进行激光熔覆时,能得到显微硬度和耐磨性俱佳的熔覆层。     

TC4钛合金表面激光熔覆Ni60+Cu/Mo涂层的显微组织和性能

在TC4钛合金表面激光熔覆Ni60A、Ni60CuMo复合粉末,研究Cu和Mo元素对熔覆层显微组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明,在相同激光熔覆工艺参数下,Ni60CuMo熔覆层中除含有Ni60A熔覆层所含有的Ti₂Ni、TiNi、TiB₂和TiC相外,还含有Cu_0.81Ni_0.19、Ti₂Cu、MoSi₂等硬质相。在硬质相的作用下,Ni60CuMo熔覆层的显微硬度平均值(HV_0.1)为826,是Ni60A熔覆层硬度的1.2倍。在相同条件下,Ni60CuMo熔覆层的磨损率为3.30×10^-6 mm³/(N·m),约为Ni60A熔覆层磨损率的16.42%,是TC4钛合金基体磨损率的4.23%。添加Cu和Mo能显著提升TC4钛合金表面激光熔覆层的耐磨性。     

Ni对钛合金表面稀土激光熔覆层中TiC生长的影响

利用同步送粉激光熔覆技术,在Ti811钛合金表面激光熔覆原位合成了TiC和TiB_2颗粒增强镍基复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析了熔覆层的显微组织和物相组成,利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度。试验结果表明,激光熔覆涂层与基体呈冶金结合,涂层的物相主要由α-Ti、TiC、Ti_2Ni和TiB_2组成,其中TiC呈树枝晶状和花瓣状,TiB_2呈长条状。平衡状态下TiC以正八面体晶体结构存在,但熔体中存在的Ni元素会影响TiC平衡状态,使其最终呈现六边形形貌。稀土氧化物Y_2O_3的加入有利于促进晶粒细化,提高熔覆层组织均匀性及表面硬度。熔覆层的显微硬度显著提高,最高硬度为900HV0.5左右,约为基底硬度的2.25倍。     

Ti6Al4V合金表面激光熔覆钛基复合涂层的显微组织研究

在Ti6Al4V合金表面预置Ti和Cr3C2混合粉末,采用横流CO2激光进行熔覆试验,制备出了原位自生的TiC颗粒增强的钛基复合涂层.利用SEM、XRD等手段对激光熔覆层的组织、成分、物相进行了分析,测试了激光熔覆层的显微硬度.结果表明,熔覆层不同位置,组织形态不同,TiC在熔覆层表层以树枝晶形态存在,而在熔覆层底部为近球状颗粒.熔覆层与基材之间形成良好的冶金结合.熔覆层显微硬度在600～800 HV0.5之间,约为基材硬度的2～3倍.     

激光熔覆Ni3Si基复合涂层相、组织及高温抗氧化性能研究

采用激光熔覆技术在镍基高温合金GH864表面制备了原位合成碳化物TiC、NbC陶瓷颗粒增强Ni3Si金属间化合物基复合涂层，采用XRD、SEM和EDAX等方法，对熔覆层相、组织进行了表征。采用循环氧化法研究了熔覆层在1100℃下的高温抗氧化性能。     

钛合金表面激光熔覆镍基二硫化钼自润滑涂层质量分析

在TC4合金表面激光熔覆Ni60/Ni/MoS_2涂层,探讨Ni/MoS_2添加量对熔覆层质量和显微硬度的影响,以及激光工艺参数对熔覆层质量的影响。研究表明:随熔覆材料中Ni/MoS_2含量的增加,熔覆层形貌从凸起型过渡为平缓型,熔覆层裂纹和气孔等缺陷变多,微观组织均匀性变差。熔覆层显微硬度随Ni/MoS_2含量增加逐渐升高,添加20%Ni/MoS_2熔覆层的显微硬度和Ni60熔覆层的显微硬度相差不大。随扫描速度的提高,钛合金表面激光熔覆层的宽度、高度和基底熔深均减小;不同激光能量密度下,熔覆层的组织具有较大差异。     

6061铝合金表面激光熔覆稀土CeO_2+Ni60组织及耐蚀性

为了提高6061铝合金材料的表面性能,利用激光熔覆技术在6061铝合金表面制备了添加有稀土CeO2的Ni60合金熔覆层。分析了激光熔覆稀土CeO2+Ni60熔覆层的显微组织及硬度,研究了其耐腐蚀性能,并与Ni60合金熔覆层和6061铝合金基体进行了对比研究。结果表明,加入2%的稀土氧化物CeO2可有效地减少熔覆层中的裂纹、孔洞和夹杂物,促进晶粒细化,提高熔覆层的组织均匀性、表面硬度及耐腐蚀性能;电化学腐蚀测试表明,在1 mol/L H2SO4中,Ni60熔覆层、铝合金基体的自腐蚀电流密度分别是CeO2+Ni60熔覆层的1.67倍和76.6倍;在3.5%NaCl溶液中,Ni60熔覆层、铝合金基体的自腐蚀电流密度分别是CeO2+Ni60熔覆层的1.6倍和44.5倍;在1 mol/L NaOH溶液中,Ni60熔覆层、铝合金基体的自腐蚀电流密度分别是CeO2+Ni60熔覆层的1.3倍和81倍。     

激光熔覆反应合成TiC/Al基复合涂层研究

将Al-Ti-C机械混合粉末预涂在ZL102合金表面,采用5 kW横流CO2激光器进行熔覆处理,利用XRD、SEM和TEM等分析和观察了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层的硬度.结果表明,以Al-Ti-C机械混合粉末为原料,可以在激光熔覆过程中反应合成TiC颗粒,反应合成的TiC颗粒尺寸细小(＜5μm),在涂层中分布均匀,与涂层基体金属结合紧密.激光熔覆层的硬度在190～250 HV0.2之间,明显提高了ZL102合金的表面硬度.     

氩弧反应熔覆TiC／Ni复合涂层的组织与性能研究

利用氩弧熔覆技术，以Ni60自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料，在45#钢表面原位反应合成了以TiC颗粒为增强相的Ni基复合涂层。利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织，利用显微硬度仪测试了熔覆层显微硬度，用自制磨损试验机对比了熔覆层与淬火回火65Mn钢的耐磨性。结果表明，熔覆层成形良好，无裂纹、气孔等缺陷，与基体呈冶金结合；熔覆层的组织为γ—Ni奥氏体枝晶、CrB、TiB2、Cr23C6、Fe23C6及反应合成的弥散分布的球状TiC陶瓷颗粒；熔覆层显微硬度呈梯度分布，且越靠近基体表面，硬度越低；熔覆层具有优良的耐磨性能。     

稀土CeO_2在6063Al表面Ni基激光熔覆中的作用机制

利用激光熔覆技术,在6063Al表面制备了添加稀土CeO_2的Ni60合金熔覆层,并通过OM、XRD、SEM和EDS等手段进行测试分析,研究稀土CeO_2对6063Al表面激光熔覆Ni基熔覆层组织、相结构、成分等微观结构的影响,探讨稀土氧化物CeO_2的作用效果和机制。结果表明:加入5%CeO_2可有效地减少Ni60熔覆层中的裂纹、孔洞,使熔覆层具有较好的组织形貌;5%CeO_2+Ni60熔覆层和未加CeO_2的Ni60熔覆层主要相结构均为β-NiAl(Cr)和少量的NiAl_3、Ni_3Al、Al等,添加稀土后β-Ni Al相的(110)、(200)、(211)衍射峰和Al峰的强度有明显降低,且有明显的Ni Al3峰;相比于未添加CeO_2的Ni60熔覆层,添加CeO_2后的熔覆层元素分布较为均匀,稀释率降低;加入5%CeO_2可使Ni60熔覆层的表层孔隙率大幅降低,细化作用明显,晶粒分布较弥散,但对熔覆层底部微观组织的改善作用不明显。     

电磁复合场对Ni60激光熔覆层表面裂纹与组织结构的影响

在激光熔覆Ni60合金过程中极易出现脆性相含量高等缺陷而导致熔覆层表面开裂。通过在激光熔覆过程中施加电磁复合场装置,利用电磁复合场辅助激光熔覆来抑制Ni60合金熔覆层表面开裂。结果表明:在送粉量较低的条件下引入电磁复合场,能有效抑制熔覆层表面开裂;当送粉量较高时,无法抑制熔覆层表面开裂。在施加电磁复合场的前、后,随着送粉量的提高,熔覆层内类柱状晶与树枝晶数量都增多;但施加电磁复合场后,熔覆层内的脆性相数量有所降低,这可能是Ni60合金熔覆层表面裂纹被抑制的关键原因。     

激光熔覆原位合成TiC/Ti复合材料试验研究

利用激光熔覆技术，在工业纯钛表面原位合成了TiC／Ti复合材料。结果表明：选择不同的激光熔覆工艺参数，可使碳粉和Ti粉通过原位合成反应在钛表面生成TiC／Ti复合材料熔覆层；激光功率和扫描速率是影响熔覆层质量的主要因素：激光功率越大，形成的增强相颗粒尺寸越大，相应合金元素氧化也越严重；扫描速率越大，Ti与C的作用时间变短，增强相颗粒尺寸越细小，且增强相所占的体积分数也相应减少。用XRD、DES和SEM证明了TiC颗粒的存在，同时发现颗粒分布具有一定的均匀性，原位生成的TiC颗粒主要以等轴状和块状两种形态存在。     

Cr12MoV模具钢激光熔覆Ni基、Co基合金的组织与性能

利用5kW的横流CO2激光器在Cr12MoV钢表面分别熔覆Stellie6和Ni60合金粉末，并利用X射线衍射、光学显微镜分析了合金熔覆层的金相组织和相组成；测量了合金熔覆层的显微硬度，并用M-200环-块磨损试验机研究了其磨损性能。结果表明，激光处理层存在熔覆区、结合区和基体热影响区三个区域。由于基材为淬火组织，故在热影响区中存在二次淬火区和回火区，最高硬度存在于二次淬火区。Stellie6合金熔覆层由枝晶Co基固溶体及Cr23C6、Cr7C3和CoCx碳化物、WC等相组成；Ni60合金熔覆层由Ni基固溶体及NiCrFe相、γ-Fe基固溶体、Cr23C6、Cr7C3型碳化物和Cr2B硼化物等相所组成。Ni60合金熔覆层比Stellie6合金熔覆层具有更高的硬度，Ni60熔覆层的耐磨性要比Stillite6熔覆层好。     

超声振动辅助Ni60WC25粉末激光熔覆技术

采用超声振动辅助的方法,运用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备Ni60WC25的镍基合金粉末熔覆层。研究超声振动辅助作用下Ni60WC25熔覆层的微观组织情况,并与常规的激光熔覆技术进行对比,分析熔覆层微观组织不同的原因。结果表明:在超声振动辅助作用下,熔覆层组织的晶粒变得细小,合金元素分布相对均匀,表面硬度提高。