6061铝合金表面激光熔覆稀土CeO_2+Ni60组织及摩擦磨损性能

为提高铝合金的表面性能,利用激光熔覆技术在6061铝合金表面制备了添加稀土Ce O2的Ni60熔覆层,并通过金相显微镜、SEM、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验机等设备研究了CeO2对Ni60熔覆层组织结构、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明,加入2%的Ce O2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、表面硬度及耐磨损性能;在相同磨粒磨损条件下,CeO2+Ni60熔覆层的耐磨性是铝合金的7.1倍,是Ni60熔覆层的1.6倍;Ni60熔覆层可以显著降低铝合金表面摩擦系数,而添加稀土CeO2能提高Ni60熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善Ce O2+Ni60熔覆层的耐磨性能.     

铝合金表面激光熔覆CeO_2+Ni60A熔覆层的组织及耐磨性

利用激光熔覆技术,在6063铝合金表面制备了添加不同CeO2含量的Ni60A合金熔覆层,分析了CeO2+Ni60A熔覆层的显微组织及硬度,筛选了最佳稀土添加量,并研究了其耐磨性能。结果表明:Ni60A熔覆层中稀土CeO2含量低于2%(质量分数)时易出现气孔,高于2%时易开裂;添加CeO2的含量为2%时,熔覆层的组织缺陷较少,表面硬度较高,微观组织均匀且晶粒细小;熔覆层中稀土的含量不宜超过4%,过量的CeO2对硬度的提高作用不大,而CeO2的含量在0%~2%的范围内随着其含量的增加,硬度升高明显;在相同磨粒磨损条件下,2% CeO2+Ni60A熔覆层的耐磨性是铝合金基体的7.1倍,是Ni60A熔覆层的1.6倍;激光熔覆Ni60A可以显著降低表面摩擦系数,而添加Ce能提高熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善耐磨性能。     

6061铝合金激光熔覆铜基复合涂层组织及磨损性能

利用激光熔覆工艺在6061合金表面熔覆铜基复合涂层,分析熔覆涂层的微观组织及化学成分,考察熔覆合金成分变化对涂层质量、硬度以及磨损性能的影响.结果表明,熔覆层主要由(Cu,Ni)固溶体、Cu9Al4、AlFe0.23Ni0.77以及CoFe增强相等组成.优化成分条件下,Fe含量为7%,Co含量为9%,熔覆层硬质颗粒体积分数增大,大量硬质颗粒增强体弥散分布在熔覆层Cu-Ni固溶体合金基体组织中,大大增强了基体的抗磨损性能.激光熔覆后的熔覆层表面硬度比6061铝合金提高了4.5倍;磨损体积约为铝合金基线的30%,摩擦因数降至0.3002.     

Inconel617合金表面电子束熔覆NbMoCr显微组织和耐腐蚀性的探讨

为了提高Inconel617合金(简称617合金)材料的表面性能,利用电子束熔覆技术在617合金表面制备了NbMoCr熔覆层. 对它的显微组织、硬度和耐腐蚀性能进行了研究,并与617合金进行了对比. 结果表明,NbMoCr熔覆层的组织更均匀,晶粒更细小,气孔等缺陷更少,且生成了微量M₂₃C₆,Cr₇C₃,Cr₄Si₄Al₁₃,CoCx等硬质相,提高了熔覆层的表面硬度及耐腐蚀性. 经检测,熔覆层硬度相比617合金硬度高出86 HV10. 电化学腐蚀测试表明,在1 mol/L H₂SO₄溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的5.16倍;在3.5 %的NaCl溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的4.6倍;在1 mol/L NaOH 溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的3.12倍.     

稀土 CeO2 含量对 Al 合金激光熔覆层组织形貌的影响

目的研究稀土氧化物CeO2的含量对铝合金表面Ni基激光熔覆层组织形貌的影响,降低Ni60熔覆层的气孔、开裂等组织缺陷。方法采用激光熔覆技术,在6063Al表面制备CeO2含量不同的Ni60熔覆层,对熔覆层的表面形貌、截面形貌及微观组织进行对比分析。结果 CeO2质量分数低于3%时,难以获得表面良好的熔覆层,0%~2%时易出现裂纹;CeO2质量分数在4%~5%的熔覆层形貌最好,无明显气孔和裂纹,尤其4%时具有相对较好的截面形貌;CeO2质量分数在5%~10%的熔覆层主要缺陷为气孔,且气孔、脱落等缺陷较少。结论添加CeO2可以改善铝合金表面Ni60熔覆层的组织形貌,尤其4%的CeO2可以改善Ni60熔覆层的组织结构,促进熔覆层的晶粒细化和组织分布均匀,是较佳的添加量。     

CeO2对镍基碳化钨激光熔覆层组织和耐腐蚀性能的影响

采用Ni60 70wt%镍包碳化钨合金粉末在45钢基材表面进行了激光熔覆.对比研究了添加不同量CeO2在不同激光功率条件下对激光熔覆层的显微组织、裂纹情况、硬度分布及耐腐蚀性能的影响.适量CeO2的加入能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层组织细化,裂纹大为减少甚至消失,宏观质量得到显著改善.添加适量CeO2的激光熔覆层的耐腐蚀能力比不含CeO2的激光熔覆层要高且显著优于0Cr18Ni9不锈钢.     

稀土Y2O3对6063Al激光熔覆镍基熔覆层耐磨性的影响

利用激光熔覆技术,在6063铝合金表面制备了添加有不同含量Y₂O₃的Ni60合金熔覆层,并对熔覆层进行了耐磨性试验. 通过分析熔覆层组织、熔覆层表面磨痕形貌、磨损量及摩擦系数,研究Y₂O₃含量对铝合金表面激光熔覆Ni基涂层耐磨性能的影响. 结果表明,添加5%Y₂O₃的Ni60熔覆层组织呈现明显的网状分布的枝晶和细小的等轴晶,稀土Y₂O₃可以改善铝合金表面Ni60熔覆层的组织,促进晶粒细化和成分分布均匀;添加稀土Y₂O₃的Ni60基熔覆层较Ni60熔覆层的磨损面崩损程度减小了,摩擦稳定性得到提高;随着稀土含量提高,熔覆层的磨损量减小,但Y₂O₃含量高于5%时磨损量基本不会大幅变化;5%Y₂O₃+Ni60熔覆层具有良好的磨损形貌、较低的磨损量以及较稳定的摩擦系数,其熔覆层的耐磨性是Ni60熔覆层的6.1倍,是6063Al合金基体耐磨性的20.1倍.     

镍铝青铜表面激光熔覆Ni60A合金的耐蚀性能

研究镍铝青铜(NAB)表面激光熔覆Ni60A合金层的耐腐蚀及抗空蚀性。采用扫描电子显微镜、电化学工作站和超声振动空蚀机等研究和分析显微组织和形貌、腐蚀性能及空蚀性能。结果表明:激光熔覆试样截面由熔覆区、热影响区和基体构成,熔覆层组织表现出定向凝固晶体生长特征,熔覆层顶部组织呈网状细枝晶结构,熔覆层中部组织呈胞状枝晶分布,熔覆层底部组织垂直于结合界面呈树枝晶状分布,结合处为冶金结合的白亮带。经3.5%NaCl溶液介质中电化学腐蚀测试,熔覆层的自腐蚀电流密度低于基体,自腐蚀电位高于基体。在蒸馏水和3.5%NaCl溶液介质中,空蚀破坏先发生在α与κ相界处,基体和熔覆层在两种介质中空蚀5 h后,表面均发生加工硬化,基体失重分别约为激光熔覆试样失重的1.45倍和1.27倍。     

汽车发动机ZL109活塞表面激光熔覆及耐蚀性能研究

通过在ZL109活塞表面制备Ni60和Ni60+5%La_2O_3熔覆层,对比分析了活塞基材和熔覆层在1.2 mol/L硫酸溶液、3.5%氯化钠溶液和1.2 mol/L氢氧化钠溶液中的电化学性能,并对熔覆层显微形貌和腐蚀形貌进行了观察。结果表明,在熔覆层中添加5%La_2O_3后,La元素少量固溶于熔覆层基体,而大部分以颗粒状析出相的形式存在熔覆层中,添加5%La_2O_3可以细化枝晶组织和消除显微气孔缺陷;活塞基材、Ni60和Ni60+5%La_2O_3熔覆层在3种不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能变化趋势一致,即Ni60+5%La_2O_3熔覆层具有最佳的耐腐蚀性能,其次为Ni60熔覆层,而活塞基材的耐腐蚀性能最差。因此,可以通过表面激光熔覆Ni60+5%La_2O_3提高汽车发动机活塞的耐腐蚀性能。     

铸铁表面激光熔覆哈氏合金C276组织及性能

目的 提高铸铁表面耐磨、耐腐蚀性能.方法 采用激光熔覆技术在铸铁表面制备哈氏合金C276涂层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究其显微组织、化学成分、相组成.通过摩擦磨损试验机和电化学试验站,对基体和熔覆层的摩擦磨损性能及耐腐蚀性能进行测试.结果 熔覆层中有析出性气孔,未见裂纹.在激光高温热源的作用下,熔覆层中的合金元素扩散到了铸铁基体中,且过渡平稳,形成了良好的冶金结合,在界面处形成了马氏体和莱氏体.熔覆层主相为γ-Ni及Ni6Mo6C、M6C(Ni3Mo3C、Ni2W4C)等碳化物.熔覆层从底部到顶部依次形成了平面晶、胞状晶、柱状树枝晶、发达树枝晶、胞状树枝晶和少量等轴树枝晶.熔覆层的平均硬度为370HV0.2,平均摩擦系数为0.28,1 h的磨损量为0.081 g,自腐蚀电位Ecorr为–0.32 V,自腐蚀电流密度Jcorr为8.51×10–7 A/cm2.基体的耐磨性较差,腐蚀倾向较大,平均硬度为180HV0.2,平均摩擦系数为0.34,1 h的磨损量为0.318 g,自腐蚀电位Ecorr为–0.79 V,自腐蚀电流密度Jcorr为3.31×10–6 A/cm2.结论 在铸铁表面采用激光熔覆技术制备C276哈氏合金涂层,成形效果良好,耐磨性能和耐腐蚀性能显著提高.     

CeO2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用5kW CO2激光器在5Cr21Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响,发现稀土氧化物CeO2能加速碳化钨颗粒的溶解,促使钨与铬形成金属间化合物;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著翁于1Cr18Ni9Ti不锈钢;且含0．5％CeO2（质量分数）的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含1．5％CeO2（质量分数）和不含CeO2的激光熔覆层都要强。     

CeO_2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用 5kWCO2 激光器在 5Cr2 1Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2 量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2 对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响 ,发现稀土氧化物CeO2 能加速碳化钨颗粒的溶解 ,促使钨与铬形成金属间化合物 ;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著优于 1Cr18Ni9Ti不锈钢 ;且含 0 5 %CeO2 (质量分数 )的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含 1 5 %CeO2 (质量分数 )和不含CeO2 的激光熔覆层都要强     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Ti74Ni20Si4B2涂层

为改善AZ91D镁合金的表面性能,采用6 kW连续CO2激光器在AZ91D镁合金表面熔覆Ti74Ni20Si4B2涂层。用光学显微镜和带能谱分析的扫描电镜观察熔覆层组织和结合区域的形貌以及元素分布,测试合金层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性。结果表明,合金层与基体结合良好,并且元素分布没有明显界限。由XRD分析发现,生成TiBx、B4Si等化合物;通过对熔覆层和基体性能测试,发现平均显微硬度提高至625 HV0.05,耐磨性提高了1倍,极化曲线动态极化腐蚀电位提高了0.194 V,腐蚀电流密度降低了0.093 A·cm-2,在3.5%的NaCl溶液中耐腐蚀性能提高了约96%。     

基于稀土调控的激光熔覆Ni60强化铝合金的高温摩擦磨损性能研究

目的 提高铝合金的综合使用性能。方法 采用激光熔覆技术对6063铝合金表面分别进行了Ni60、Ni60+4%CeO2、Ni60+5%Y2O3和Ni60+5%La2O3激光熔覆处理,然后进行了硬度和高温摩擦磨损实验,通过分析各试样的摩擦系数、磨痕轮廓、磨损量、物相、成分和磨损后微观形貌,进而分析各试样的耐磨性能和磨损机理,以及稀土对熔覆层耐磨性能和磨损机理的影响。结果 熔覆层的硬度呈梯度分布,加入稀土Ni60熔覆层的硬度明显提升。6063铝合金随着载荷和磨损温度的升高,磨损机制从二体磨粒磨损,到粘着磨损,再到严重的熔融磨损和氧化磨损,由轻微向严重磨损转变。Ni60熔覆层的磨损机制主要为剥层磨损、氧化磨损和轻微的犁削磨损,并随着载荷和磨损温度的升高,剥层磨损的程度越来越严重。添加最佳稀土含量的熔覆层随着载荷和磨损温度的升高,磨损机制逐渐由以犁削磨损为主过渡为以剥层磨损为主,并含有氧化磨损和犁削磨损。与Ni60熔覆层相比,加入最佳稀土含量的熔覆层的高温摩擦磨损性能均有明显提高。结论 对比三种稀土熔覆层,高温摩擦磨损性能由好到差的顺序为Ni60+4%CeO2熔覆层>Ni60+5%Y2O3熔覆层>Ni60+5%La2O3熔覆层。     

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。     

2Cr13不锈钢激光熔覆涂层的性能

激光熔覆作为一种新的表面强化技术被广泛应用于再制造领域,采用激光熔覆工艺在2Cr13不锈钢基体上制备了Ni基耐磨涂层,并通过光学显微镜、场发射扫描电镜以及能谱分析、摩擦磨损研究了熔覆层的性能。结果表明,熔覆层主要以树枝状晶为主;在熔覆层中含有大量Cr元素,说明在熔覆过程中,产生了富Cr相,这些相对于提高熔覆层表面硬度非常有利。熔覆层最高硬度可达566.7 HV0.05,是基体硬度的1.9倍。因此,激光熔覆工艺可被用于提高零件表面硬度及耐磨性。     

38CrMoAl钢表面激光熔覆Ni基合金工艺研究

利用正交试验法对38CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时激光功率、扫描速度和离焦量等工艺参数进行优化,得到熔覆层硬度和耐磨性能较为优良的参数组合,并研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层性能的影响.结果表明,选择激光功率2.0 kW,离焦量40 mm,扫描速度6 mm/s作为35CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时的工艺参数,熔覆层硬度可以达到880.5 HV,相对耐磨性为2.26.     

汽车发动机用AZ91合金的激光表面改性处理

采用预置式两步激光熔覆的方法在汽车发动机用AZ91合金表面进行了等离子喷涂+激光熔覆改性处理,通过金相、扫描电镜、XRD、硬度和极化曲线等测试手段,研究了激光熔覆Al-Si层的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明,激光熔覆层主要由α-Al和（α-Al+β-Si）共晶组织组成;激光熔覆层的显微硬度要高于等离子喷涂层,且两种涂层的显微硬度都要高于基体合金;改性层和基体合金的耐腐蚀性能从高至低依次为：激光熔覆层>等离子喷涂层>AZ91合金。     

回火处理对多道Ni基熔覆涂层组织和耐蚀性能的影响

利用6 kW多模横流CO2激光器在45钢表面熔覆了Ni60CuMoW合金粉末,并对熔覆涂层进行了回火处理。通过OM、XRD、SEM、EDS和电化学综合测试系统等手段分析了激光功率和回火复合处理对熔覆层组织和耐蚀性能的影响。结果表明：熔覆层与基体呈良好的冶金结合,熔覆层组织致密。熔覆层主要由富含Ni的基体相γ（Ni,Fe）、固溶体（Ni,Cu）、化合物Ni31Si12、BCr、Cr5 B3、BNi3、FeNi3和M23 C6（M=Cr、Ni、Fe）等组成。随着激光功率的增加,熔覆层与基体间的过渡区域更加平滑。试样耐蚀性随激光功率的降低而增强,腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度降低近2个数量级。对单道涂层试样,回火处理后的耐蚀性好于回火前,而多道熔覆层的耐腐蚀性又优于单道。     

汽车用AZ31镁合金的激光熔覆工艺研究

对汽车用AZ31合金进行激光熔覆表面改性处理,通过改变激光熔覆工艺参数的方法研究了基体材料和熔覆层的微观组织、硬度和耐磨性的变化趋势。结果表明,激光熔覆316L涂层的熔覆层硬度得到了极大提高,约为基体硬度的2.7倍。AZ31合金熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损。