激光熔覆-离子渗硫复合改性层的减摩耐磨性能

根据抽油泵柱塞对耐磨耐蚀及自润滑性能的迫切需求,采用激光熔覆离子渗硫复合工艺对45钢表面进行强化,得到了复合固体润滑渗硫层。利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、电子探针显微分析(EPMA)、俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射(XRD)等方法表征渗硫层表面的组织结构、形貌成分及物相组成,用摩擦磨损试验机研究渗硫层的减摩耐磨性能。结果表明：激光熔覆离子渗硫工艺得到的复合层为硫化物层,厚度约为3~5 μm,质软且疏松多孔,主要成分为FeS,而且与基底之间没有明显的过渡层,界线明显,结合紧密。该渗硫层是一种理想的摩擦表面,具有优异的减摩耐磨性能,离子渗硫技术为原位合成固体润滑剂FeS提供了一种新方法。     

激光熔覆镍基合金的耐磨耐蚀性研究

用激光熔覆和火焰重熔方法在 35CrMo调质钢表面分别熔覆上一层Ni45、Ni35合金。用电化学方法和应力腐蚀试验测定了熔覆层耐蚀性。试验结果表明 ,激光熔覆层组织的耐磨性和抗腐蚀性较火焰重熔后组织的有很大提高。其中激光熔覆Ni45粉末的熔覆层组织的耐磨、耐蚀性最好     

激光相变硬化-离子渗硫复合改性层的性能

用SEM、EDS和XPS等方法对35CrMoA钢激光相变硬化和低温离子渗硫复合改性层进行形貌观察和成分分析,使用显微硬度计测量复合改性层横截面的显微硬度分布,使用电化学腐蚀系统测试复合改性层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明,渗硫层是一个连续的黑色带状层,与基体之间没有明显过渡,厚度在2～5μm之间,主要成分是FeS及FeSO4。渗硫层表面平整疏松,局部有小坑和"火山口"形貌。复合改性层是理想的摩擦表面,自腐蚀电位为-571 mV,自腐蚀电流密度为26.02μA/cm2,与基材相比,耐蚀性有一定的提高。     

激光熔覆镍基合金的耐磨蚀性研究

用激光熔覆和火焰重熔方法在35CrMo调质钢表面分别熔覆上一层Ni45、Ni35合金,用电化学方法和应力腐蚀试验测定了熔覆层耐蚀性,试验结果表明,激光熔覆层组织的耐磨性和抗腐蚀性较火焰重熔后组织的有很大提高,其中激光熔覆Ni45粉末的熔覆层组织的耐磨、耐蚀性最好。     

双相不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织和性能研究

目的提高2205双相不锈钢的耐磨性和耐腐蚀性能。方法采用激光熔覆技术,在2205双相不锈钢基体表面制备钴基合金熔覆层。用X射线衍射仪、光学显微镜检测钴基合金熔覆层的相组成和显微组织,用能谱仪测定熔覆层和基体界面区域的Fe和Cr元素分布,确定熔覆层界面过渡区域的宽度。用显微硬度计和湿砂磨粒磨损试验机,测试熔覆层硬度和耐磨性能。采用扫描电镜观察摩擦表面的磨损特性,分析钴基合金熔覆层的磨损机理。用电化学工作站测试熔覆层的电化学腐蚀特性,并用2205双相不锈钢作为对比试样做相应的性能试验。结果熔覆层由γ-Co固溶体和少量的Cr7C3、Cr2Ni3化合物相组成,界面处的熔覆层相组织是少量的平面晶和胞状晶,其他区域是发达的树枝晶。由于熔覆层由多道搭接和多层熔覆形成,树枝晶生长有方向性,但不是成固定的方向,并出现明显的分层现象。熔覆层过渡区范围为50μm左右,熔覆层平均显微硬度达477HV(0.1),远高于2205双相不锈钢基体(265HV(0.1))。当磨程达到3354m时,熔覆层的质量损失仅为10.3 mg,约为基体质量损失的1/3。在3.5%NaCl溶液中,熔覆层具有较高的极化电阻与电荷转移电阻和较小的自腐蚀电流。结论熔覆层组织致密,无气孔、裂纹等缺陷,与基体呈良好的冶金结合,钴基合金熔覆层具有良好的耐磨粒磨损性能和耐腐蚀性能。     

激光熔覆镍基WC层的耐蚀性能研究

用５ｋＷ连续ＣＯ２激光器在４０Ｃｒ钢基材表面对不同成分的镍基ＷＣ合金喷涂层进行激光重熔，研究了ＷＣ和ＣｅＯ２加入量对激光熔覆层显微组织和耐蚀性能的影响，结果表明，添加适量ＷＣ和ＣｅＯ２可以改善激光熔覆镍基自熔合金层的耐蚀性能。     

高压柱塞高速激光熔覆镍基合金涂层组织和耐磨性

目的 通过高速激光熔覆技术改善高压柱塞镍基合金涂层的组织,并提高涂层的耐磨性能。方法 分别采用常规激光熔覆（P=1.8 kW,vs=500 mm/min）和高速激光熔覆（P=1.8 kW,vs=7000 mm/min）,在高压柱塞45#钢基材上制备了SD-Ni45耐磨涂层,分别测试了两种涂层的稀释率、微观结构、硬度,并通过可控气氛微型摩擦磨损试验仪和扫描电镜,对熔覆层的耐磨性进行了分析。结果 高速激光熔覆层的稀释率约为常规激光熔覆层的68%。高速激光熔覆层的物相与常规激光熔覆层的物相基本相同,并无新的物相析出,主要包括γ-(Ni,Fe)固溶体、Cr-Ni-Fe固溶体、Cr23C6以及少量的WC等强化相,但高速激光熔覆层的整体组织更加细小致密,硬质相颗粒分布更为均匀。高速激光熔覆层与常规激光熔覆层的平均显微硬度分别为600HV0.1、460HV0.1,高速激光熔覆层与常规激光熔覆层的磨痕宽度分别为210、315 μm,磨损量分别为(7.4±0.8)、(4.4±0.6) mg,高速激光熔覆层的耐磨性相对于常规激光熔覆层提高了约1.7倍。结论 高速激光熔覆技术可以有效地改善常规激光熔覆层裂纹敏感性大、稀释率较高、涂层较厚等缺陷,高速激光熔覆层的硬度和耐磨性较普通激光熔覆层有所提高。     

QT-500球墨铸铁表面激光熔覆镍基合金的组织与性能

利用DL-T5000型二氧化碳激光器在QT-500球墨铸铁表面熔覆镍基合金,分析了激光熔覆层的显微组织,测试了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,与基体形成了良好的冶金结合。从熔覆层表面到基体热影响区,组织依次为大量的树枝晶、等轴晶、树枝晶。熔覆层的硬度较基体提高了5倍,熔覆层的总磨损率大约为基体的1/6。熔覆层耐磨性能增强的主要原因是镍基合金与涂层元素镍、铬等固溶强化和碳化物等析出相的强化作用。     

热处理对激光熔覆Ni基合金层组织耐磨性的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针、显微硬度计和洛氏硬度计研究了45钢激光熔覆Ni基合金及后续热处理后的组织结构、显微硬度、洛氏硬度和耐磨损性能。结果表明：Ni基合金激光熔覆层的洛氏硬度高达43HRC，热处理又进一步使熔覆层的硬度提高到56HRC。组织细化、Cr1.65Fe0.35B0.96和Cr2B3硬质相的析出是熔覆层硬度和耐磨性提高的原因。     

离子渗硫层的抗擦伤性能及耐磨性研究

采用低温离子渗硫技术在４５钢表面形成一定厚度的渗硫层。用销盘试验机在机械油润滑条件下对渗硫表面的抗擦伤性能,减摩及耐磨性能进行了系统研究。采用ＥＤＸ和ＡＥＳ分析了边界润滑膜的成分。结果表明：在低速条件下渗硫层可显著改善钢表面的抗擦伤性能,且具有较好的减摩耐磨作用。在磨损过程中,渗硫层促进了摩擦表面氧化物的形成。厚度适当的渗层可使边界润滑膜中的硫氧比处于最优范围,使表面承载能力提高。同时其对磨面的磨损也有所降低。     

激光熔覆Co+Ni/WC复合涂层的组织和磨损性能

在低碳钢表面激光熔覆了钴基合金涂层(Co60)以及添加不同含量镍包WC(10%,20%,质量分数)的Co Ni/WC复合涂层,比较研究了几种涂层的组织与磨损性能.结果表明,Co60涂层主要由初生γ-Co枝晶及其间的共晶组织γ Cr23C6组成;Co Ni/WC涂层主要由未熔WC,γ-Co枝晶及细小的共晶组织组成,主要组成相有γ-Co,Cr7C3,Co3W3C和未熔WC等.添加WC改变了Co60涂层的定向枝晶生长模式,并细化了枝晶组织.且WC加入量提高,效果越明显.激光熔覆过程中WC颗粒与钴基合金界面间发生了扩散反应溶解,镍包覆有助于WC的残存.与Co60涂层相比,Co Ni/WC复合涂层的硬度与耐磨性均明显提高,Co 20%WC涂层的抗磨损性能提高1倍以上.     

激光熔覆Fe-W合金涂层的组织及性能

以纯钨粉末为熔覆材料,采用同轴送粉激光熔覆技术,在Q235A钢表面制备了Fe-W合金耐磨涂层.利用X射线衍射（XRD）、光学显微镜、扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）对熔覆层的显微组织进行了分析,用显微硬度计和摩擦磨损试验机对熔覆层的硬度和耐磨性进行了测试.结果表明,熔覆层与基底冶金结合,无明显裂纹或气孔,涂层内部由致密的粗大树枝状和短棒状Fe7W6增强相以及弥散分布的细小颗粒状Fe2W相组成,其均匀分布在α-Fe固溶体中.熔覆层平均硬度700 HV,为基材Q235A钢的3.5倍,同时耐磨性能也得到了显著提高.     

碳钢表面激光熔覆铁基B_4C陶瓷涂层的组织与性能

利用5 kW横流连续CO2激光器,采用粉末预置法在Q235钢表面进行了激光熔覆铁基B4C陶瓷涂层的试验研究.通过试验,优化了工艺参数,深入分析了熔覆层的显微组织及相组成,测试了熔覆层显微硬度、耐磨损及耐腐蚀性能.结果表明,铁基B4C陶瓷复合涂层与基体达到良好的冶金结合,熔覆层组织主要是由短小柱状枝晶与细小的等轴晶组成,其组成相为α-Fe、Fe3C、Fe3(B,C)、Fe2B、CrB、Cr23C6等化合物,熔覆层中还发现未熔的B4C颗粒.与基体相比,熔覆层显微硬度显著提高,最高可达到1372 HV0.2,约为基体188 HV0.2的7倍;磨损实验表明,熔覆层与基体表面都出现了磨粒磨损特征的犁沟,熔覆层表面磨损的犁沟比基体浅且细密,熔覆层的耐磨性能显著提高.电化学测试结果也表明,熔覆层的耐腐蚀性能也得到了提高.     

紫铜表面激光熔覆镍基合金的组织与性能

利用激光熔覆技术在紫铜表面制备镍基合金涂层。采用SEM、XRD、EDS、显微维氏硬度计进行组织结构和硬度分析,并测试了紫铜基体、镍基熔覆层的耐冲蚀磨损性能。结果表明:激光熔覆层与铜基体形成冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹、孔隙、夹杂等缺陷,熔覆层内具有等轴晶、树枝晶及平面晶等不同结构,并有Cr、Ni、B等强化相颗粒。当冲蚀角为60°时紫铜基体和熔覆层的质量损失率都比较大,随着冲蚀时间的增加,熔覆层质量损失率比紫铜的质量损失率要低得多,激光熔覆层的耐磨性比基体组织的耐磨性提高了近3倍,激光熔覆层的耐冲蚀磨损性能得到明显提高。     

Mg-Gd-Y-Zr镁合金高速激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备Al-Si涂层。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学分析测试、摩擦磨损测试对熔覆层的微观组织及性能进行表征,研究了基体与Al-Si涂层的冶金机理以及耐磨耐蚀能力。结果表明,熔覆层组织包括树枝状α-Mg固溶体、不规则块状Mg₂Si、α-Mg+Al₁₂Mg₁₇共晶以及花瓣状组织Al₃Mg₂。由于细晶强化和第二相强化等原因,Al-Si涂层的硬度达到160 HV0.1。此外,与镁合金基体相比,Al-Si涂层的耐腐蚀性能显著提高,自腐蚀电位相比基体提高约200 mV,自腐蚀电流密度降低2个数量级,抗磨损效果提高30.7%,因此Al-Si涂层有望成为稀土镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层。     

激光熔覆AlxNbMn2FeMoTi0.5高熵合金涂层的组织与性能

使用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备AlxNbMn2FeMoTi0.5高熵合金涂层,期望借此提高干切削技术适用刀具表层的硬度和耐磨性.经过初步筛选之后,主要研究了AlxNbMn2FeMoTi0.5(x=1、1.5、2)高熵合金涂层体系,并采用XRD和3D激光扫描成像等手段分析了不同Al含量的AlxNbMn2FeMoT...     

Ti6Al4V合金激光熔覆Ni基自润滑涂层的组织和性能

利用光纤激光器在Ti6Al4V合金基体表面制备了Ni25为基体和Ni包MoS2为润滑剂的Ni基自润滑涂层,通过FESEM、XRD、硬度测试仪和摩擦磨损试验机研究了熔覆层的显微组织、物相组成和摩擦性能.结果表明,熔覆层表面主要以花瓣状组织以及少量的树枝晶组成,界面处的组织主要是以树枝晶为主,还有少量的等轴晶粒.熔覆层...     

40Cr钢表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织和性能

以WC、TiC、Co以及Co50合金粉末为原料,在40Cr钢表面制备了WC/Co、WC/Co50以及WC-TiC/Co50金属陶瓷复合涂层。使用X射线衍射（XRD）、金相光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和EDS能谱,对熔覆层的显微组织和物相构成进行分析。结果表明,在选择适当的激光熔覆工艺条件下,制备的WC/Co50和WC-TiC/Co50复合涂层表面形貌良好,平整连续且无宏观裂纹。硬度测试和摩擦磨损试验表明,复合涂层具有高的硬度（涂层平均显微硬度1126.7 HV0.2以上,涂层表面硬度可达66.2 HRC以上）和良好的耐磨性,其磨损量相比40Cr钢基材分别下降了54%和66%。分析认为,熔覆层硬度和耐磨性提高的原因在于熔覆层中存在大量WC、TiC以及反应生成的W₂C、Fe₃W₃C等碳化物增强相,且均匀分布于基体中。     

SiCp增强铝基复合激光熔覆层组织和磨损性能研究

采用CO2激光器在ZL102合金表面熔覆SiCp-Al基复合涂层,利用SEM和XRD等分析了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层的硬度和磨损性能.结果表明,激光熔覆层表层呈过共晶组织形态,由针状Si、α-Al Si共晶和少量的SiC颗粒组成,底层呈亚共晶组织形态,由α-Al树枝晶,α-Al Si共晶和SiC颗粒组成.激光熔覆层与基材结合区组织为定向生长的树枝晶,且与基材呈联生结晶特征.激光熔覆层的硬度在220～280HV之间,显著提高了ZL102合金的耐磨性能.     

Microstructure and wear behavior of laser cladding Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti(C,N) particulates

In this paper, Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti (C,N) particles was fabricated on the mild steel through laser cladding technology. The microstructure of laser cladding layer was analyzed by means of optical microscopy (OM),X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).The wear resistance test of the coating was evaluated using an M-2000 tester. The results showed that the Ni-based composite coating had an ability of rapid solidification to form dendritic crystals microstructure consisting of Ti (C,N) particulates uniformly distributed in the matrix. It was found that some Ti(C,N) particles are similar to be round in shape, and the others are irregular. Laser cladding layer reinforced by Ti(C,N) particulates was found to possess good wear resistance property.