反应氮弧熔覆TiAl(CN)/Fe金属陶瓷复合涂层的组织与性能研究

采用TXⅡ500型TIG焊机,以Ti粉、Al粉和石墨粉为原料,以不低于(4)(N2)99.9％的氯气作为保护和反应气体,利用反应氮弧熔覆技术在Q235钢表面制备了Ti Al(CN)/Fe金属陶瓷复合涂层.利用扫描电镜(SEM)观察了涂层的显微组织,利用X射线衍射仪(XRD)测试了涂层的物相组成,利用能谱分析仪(EDS)测试了涂层的元素组成,利用MH-6显微硬度仪测试了涂层的显微硬度,利用HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机在室温干滑动磨损条件下对比了TiAl (CN)/Fe涂层、TiCN/Fe涂层和Q235基体的摩擦因数、磨损失重和磨痕轮廓.结果表明:涂层成形良好,无裂纹、气孔等缺陷,涂层与基体呈冶金结合;涂层主要由原位反应形成的TiAl(C0.51N0.12)相、AlFe3相和FeC相组成;TiAl (CN)/Fe涂层的显微硬度高达HV0.51 710,约是基体金属的6倍;稳定磨损后,涂层的摩擦因数为0.9左右,低于基体金属,涂层磨损失重约是基体金属的1/10,涂层具有优异的耐磨性.     

氩弧熔覆原位合成Ti(C,N)-WC增强镍基表层复合材料的研究

以Ni60A粉、TiC粉、TiN粉、WC粉和Co粉为原料,在Q235钢的表面用氩弧熔覆原位合成技术制备了Ti(C,N)-WC增强镍基复合材料涂层。分析了涂层的显微组织、化学成分、硬度变化和摩擦磨损特性。研究结果表明:熔覆层组织主要由富Ni的γ(Ni,Fe)相,Ti(C,N),WC和(Fe,Cr);C等组成。与Q235钢基体相比,涂层的显微硬度和耐磨性分别是基体Q235钢的6.5倍和10倍。显微硬度由表及里呈先上升后下降的阶梯状趋势,到热影响区时又明显降低。基体Q235钢的磨损机制为粘着磨损和磨料磨损,而复合涂层的的磨损形式主要是磨屑充当第三体引起的磨粒磨损。     

电弧喷涂Ti6Al4V涂层的组织与耐蚀性能研究

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上喷涂Ti6Al4V涂层,并对涂层进行封孔处理.表征了涂层的物相组成和微观形貌,通过盐水浸泡实验和极化曲线测试对比分析了Q235钢基体、未封孔涂层和封孔涂层的耐腐蚀性能.结果表明:涂层呈典型的层状特征,物相组成为TiN,TiO和少量的Ti;未封孔涂层与封孔涂层均具有较宽的钝化电位区间,封...     

电热爆炸法原位合成Fe-Al系金属间化合物涂层的研究

利用电热爆炸喷涂装置将纯铝喷涂到Q235钢基体上原位合成FeAl和Fe3Al金属间化合物涂层,通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和显微硬度计对涂层的物相进行了分析.结果表明,采用电热爆炸法在合适的喷涂距离下可合成具有亚微米晶的Fe3Al金属间化合物涂层,该涂层的硬度达630 HV0.05.涂层与Q235钢基体实现了冶金结合.     

氩弧熔覆Ti-C-WC增强镍基复合涂层组织和性能分析

以Ti粉、C粉、WC和Ni60A粉末为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面成功制备出Ni基增强相复合涂层,应用OM,SEM,XRD对复合涂层的显微组织和物相进行了分析.结果表明,复合涂层物相由TiC和(Ti,W)C颗粒,γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间的M23C6共晶组织组成,TiC颗粒相细小弥散的分布在基体上,颗粒尺寸大约1.5μm.显微硬度和耐磨性测试结果表明,涂层的显微硬度较基体Q235钢提高4倍以上;常温干滑动磨损条件下,复合涂层具有优异的耐磨性.     

原位合成Ti(CN)/Fe复合涂层及耐磨耐蚀性能

采用反应氮弧熔覆技术在Q235A钢试件表面原位合成了Ti(CN)/Fe金属陶瓷复合涂层。利用扫描电镜、XRD射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站分析了涂层形貌、涂层物相、涂层显微硬度及其耐磨耐蚀性能,并与Q235A钢进行了硬度、耐磨耐蚀对比试验。结果表明:涂层主要由Ti(CN)、Fe及少量的TiO2相组成,Ti(CN)呈细小颗粒状,涂层为良好的冶金结合;与Q235A钢相比,硬度提高了约3倍,摩擦系数约为Q235A的2/3,磨损量约为Q235A的1/2;在5%H2SO4溶液中,Ti(CN)涂层的腐蚀速率约为Q235A的1/3,在3.5%NaCl溶液中,Ti(CN)涂层的腐蚀速率约为Q235A钢的1/4。     

氩弧熔敷原位合成ZrC-TiB2增强铁基涂层的组织与性能

为提高Q235低碳钢的耐磨性能,以Zr粉、Ti粉、B_4C粉和Fe粉为原料,采用氩弧熔敷技术在Q235钢表面制备了ZrC-TiB_2和ZrC-TiB_2-ZrB_2增强铁基复合涂层。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合涂层的显微组织和性能进行分析。结果表明:在Q235钢表面成功制备出ZrC-TiB_2和ZrC-TiB_2-ZrB_2两种复合涂层,涂层与基体呈现良好的冶金结合。当Zr∶Ti∶B_4C的摩尔比为1∶2∶1时,熔敷层中的增强相主要为ZrC-TiB_2;当Zr∶Ti∶B_4C的摩尔比为2∶1∶1时,熔敷层中的增强相主要为ZrC-TiB_2-ZrB_2,增强相呈针状和块状分布于基体中。相比Q235钢基体,复合涂层的显微硬度明显提高,摩擦因数明显降低,磨损失重减小,具有优异的耐磨性能。     

电热定向爆炸制备高速钢涂层的试验研究

采用电热爆炸定向喷涂工艺在45钢基体上制备W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢涂层。借助扫描电镜、显微硬度计分别对涂层显微组织、孔隙率、涂层基体界面结合以及涂层的硬度进行了测试。结果表明，电热爆炸定向喷涂制备的涂层组织晶粒明显细化，涂层孔隙率低；涂层与基体界面为冶金结合，且结合良好，存在一个熔合区；涂层硬度均明显高于W6MoSCr4V2喷涂材料原始硬度，最高达到954HV。     

高速电弧喷涂FeCrAl/Ni95Al复合涂层的性能

利用电弧喷涂技术在45钢基体表面制备了FeCrAl/Ni95 Al复合涂层,先喷涂Ni95Al打底层增强涂层的结合强度,FeCrAl涂层作为工作层.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪、拉伸试验机、显微硬度计和CETR微动摩擦磨损试验机研究了涂层的显微组织、力学性能及摩擦磨损性能.结果表明,复合涂层组织均匀致密,主要由Fe3Al金属间化合物、(Fe,Cr)固溶在涂层基体中.涂层结合强度为43 MPa,硬度值为530 HVO.1,涂层磨损失效形式为剥落和氧化磨损.     

TiAl球磨粉反应等离子喷涂工艺

为制备Ti-Al金属间化合物复合涂层,采用Ti、Al球磨粉在Q235钢表面进行反应等离子喷涂研究,获得了由Al3Ti、TiN、Al2O3、TiAl以及残留Al和Ti组成的复合涂层。虽然球磨可以使Ti-Al混合粉细化与活化,使喷涂时的反应更容易、更充分,但喷涂时Al和Ti仍难以充分反应,且在空气环境中喷涂容易氧化和氮化。涂层与基体之间没有形成冶金结合,而是镶嵌式的机械结合。其结合强度最高值达到了44.75MPa,显微硬度最高值达到了379HV0.5。文中还分析了反应等离子喷涂各工艺参数对涂层组织与性能的影响,并采用正交试验对其在一定范围内进行了优化。得到优化的工艺参数为:喷涂距离为120mm、主气流量为35L/min、喷涂电流为600A、球磨时间为6h。     

Application of reaction nitrogen arc cladding TiCN/ Fe composite coating on cutter of agricultural machinery

In order to solve the high-price and short-lifetime problems of the cutter of agricultural machinery,and improve the wear resistance of the cutter,the TiCN/Fe metal ceramic composite coating was prepared on the substrate of Q235 steel by reaction nitrogen arc cladding technique.The mixture powder of titanium and graphite was preplaced on the Q235 steel surface after inteasive mixing by planetary ball mill and gluing with starch binder.The microstructure and phase of the coatings,interface behavior between coatings and the substrate were investigated by scanning electronic microscope and X-ray diffractometer.The micro-hardness distribution of the coating section was tested by micro-hardness tester.Friction coefficient and wear weight loss were measured by abrasion machine.Wearing surface morphology was investigated by scanning electronic microscope.The results show that an excellent bonding between the coatings and the Q235 steel substrate is ensured by the strong metallurgical interface and phase of the coatings.The coatings are mainly composed of TiCN.The highest microhardness of the coatings reaches 1 089 HV0.2,while the micro-hardness of Q235 steel substrate is only about 286 HV0.2.The anti-abrasive test results show that the wear resistance of the cladding coating is better than that of quenched and tempered 65 Mn steel which is often used as cutter of agricultural machinery.The field test results show that the TiCN/ Fe metal ceramic composite coating prepared by reaction nitrogen arc cladding is feasible to the manufacture and remanufacture of the cutter of agricultural machinery.     

Al-TiO2-C系激光熔覆制备TiC/Fe复合涂层及其组织与性能

采用激光熔覆技术,在Q235钢表面原位合成了TiC/Fe复合涂层,利用光学显微镜、XRD、SEM、EDS和显微硬度计对熔覆层的组织和性能进行了分析.结果表明:涂层组织致密,无裂纹和气孔,与基体之间呈良好的冶金结合;在激光束的加热作用下,A1-TiO2-C体系能在铁基熔池中反应并合成细小且弥散分布的TiC颗粒;熔覆层的平...     

等离子熔覆TiC/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层

以钛铁粉、高碳铬铁粉、硼铁粉、硅铁粉等为原料,利用等离子熔覆技术在Q235钢表面原位反应合成了与基材冶金结合Ti/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层.利用SEM,XRD和EDS等分析了涂层的显微组织,并在室温于滑动磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能.结果表明,涂层组织由TiC相、初生相Cr7C3、共晶(Cr,Fe)7C3和奥氏体...     

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.     

等离子熔覆添加碳化钨的铁基合金涂层的研究

为了提高钢铁材料表面的硬度和耐磨性,采用等离子弧在Q235钢基体上熔覆添加50%镍包WC的Fe-Cr-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM、EDS、XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明:Q235钢表面经等离子熔覆形成的复合涂层中,WC颗粒部分溶解于铁基合金,WC颗粒与涂层界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了涂层与WC的界面结合强度.涂层由基体组织γ-Fe枝晶,颗粒状WC、Fe3W3C、Fe6W6C、W2C等相组成,其显微硬度可达560～820HV0.2.     

感应加热熔敷微米和纳米碳化钨复合涂层的研究

用感应加热熔敷法在Q235钢表面获得微米和纳米碳化钨复合涂层，并用扫描电镜、X射线衍射分析仪、显微硬度计等仪器对涂层的微观结构及显微硬度进行了研究。结果表明，涂层与基体问形成了牢固的冶金结合，并伴有大量的合金元素在二者间相互扩散。     

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.     

低碳钢表面激光熔覆层与热喷涂层组织与性能对比

利用CO2激光器在Q235低碳钢表面激光熔覆了Ni25合金涂层。用扫描电镜、显微硬度计对熔覆层的微观组织、显微硬度进行了测定与分析。结果表明：激光熔覆层质量良好,基本无裂纹、气孔等缺陷,覆层中存在着大量的树枝晶,与基体之间为冶金结合,结合强度高;而热喷涂层质量不好,存在明显的孔洞和间隙,与基体之间为机械结合,结合力微弱;经过激光重熔之后覆层的硬度明显高于喷涂层的硬度,且2种覆层的硬度均比基体的硬度要高。     

原位自生ZrC-ZrB2/铁基氩弧熔覆层

将锆粉、B₄C粉和铁粉预涂在Q235钢表面,利用氩弧熔覆技术成功制备出原位自生ZrC-ZrB₂颗粒增强的铁基复合涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了熔覆层的显微组织,探讨了增强相ZrC-ZrB₂的生长机制,并测试了熔覆层的硬度和室温干滑动磨损条件下的耐磨性能.结果表明,熔覆层由呈针状或棒状分布的ZrCZrB₂复合体和块状或花瓣状的ZrC颗粒组成,增强相的微观形貌与其形核和周围环境密切相关,熔覆层与基体呈良好的冶金结合;熔覆层的维氏硬度可达1 200 MPa,耐磨性为基体的20倍.