点焊电极表面电火花沉积TiB_2涂层的特征

在CuCrZr电极表面通过电火花振动沉积制备了TiB_2功能涂层,测试了功能涂层的显微形貌、物相、硬度以及界面元素分布.试验表明,TiB_2涂层电极具有典型的电火花涂层结构,存在明显的元素互扩散,表明功能层与基体之间为冶金结合.但TiB_2涂层结构不致密,存在裂纹和孔洞,硬度较低.随着电火花电容和电压的增加.涂层的硬度降低.元素扩散和涂层氧化的加剧,是导致涂层硬度降低的主要原因.由于基体Cu的气化、脆性剥落和熔敷棒的切削作用,沉积TiB_2后基体质量反而降低.高电压下电火花沉积以及预涂敷Ni,都会导致基体质量降低更多.     

电火花沉积工艺对点焊电极TiC沉积层厚度的影响

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,选用铬锆铜球型点焊电极,以TiC作为熔敷材料,进行了点焊电极表面电火花沉积TiC工艺试验。通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体电极转速、振动频率、沉积时间)以及前处理与后处理对沉积层厚度的影响。结果表明,电容是影响电火花沉积层厚度的主要因素;振动频率对沉积层厚度有一定的影响;基体电极转速、沉积时间对沉积层厚度影响较小。试验条件下最佳的工艺参数是:电容量30000μF,基体电极转速1320r/min,振动频率50Hz,沉积时间120s。前处理(沉积前清洗)对其厚度影响很小。后处理(沉积后700℃×30min退火)促进元素扩散并减小沉积层厚度。     

铜电极表面电火花沉积碳化钛时涂层的物质过渡趋势

通过记录沉积过程中每隔30 s的涂层质量,探讨了涂层材料转移的基本规律。结果表明,在电火花沉积过程中,涂层的质量呈抛物线状增加,初始沉积速率较高,随后逐渐降低,沉积120 s后趋于稳定。基体材料Cu和熔敷棒材料TiC的气化、熔敷棒的机械切削、热冲击造成脆性涂层的裂纹与分层脱落,是导致涂层沉积速度降低的主要因素。随电火花能量的增加,基体Cu的气化加强,从而减轻了涂层的质量增加,其中电压比电容的影响更明显。电火花制备TiC涂层应使用较高电压,并将沉积时间控制在120 s以内。     

铜电极表面电火花沉积ZrB_2-TiB_2复相涂层

采用粉末冶金法制备Zr B2-Ti B2复相材料熔敷棒,并通过电火花沉积工艺在铜电极表面制备Zr B2-Ti B2复相涂层。通过扫描电镜结合能谱分析研究了涂层的显微结构和元素分布,利用X射线衍射和显微硬度测试对涂层的物相组成与显微硬度进行检测。结果表明:直接熔敷Zr B2-Ti B2复相涂层致密性较差,且存在较多裂纹,与基体有明显分层,涂层物相为Cu、Zr B2和Ti B2;在预沉积Ni层(Ni层)上后沉积Zr B2-Ti B2,所得的多层涂层具有较好的致密性,且涂层与基体间无分层;中间层有Ti、Zr、Cu元素的扩散,说明涂层与基体为冶金结合;Zr B2-Ti B2复相涂层硬度为900 HV0.05稍高于多层涂层硬度(800 HV0.05)。     

铝合金点焊电极复合涂层的制备

介绍了铝合金点焊电极复合涂层的制备.试验结果表明,采用优化设计的涂层制备装置,借助点焊时产生的电阻热和加压作用,配上合理的制备工艺,可在点焊电极表面原位合成电极复合涂层.     

电火花振动沉积TiC功能涂层的显微组织与性能

为了提高镀锌钢板点焊电极的寿命,以TiC为沉积材料,在铬锆铜球型点焊电极表面进行了电火花振动沉积功能涂层的工艺试验,研究了首次单点沉积、限时沉积、清洗前处理、扩散后处理等方法获得功能层的显微组织与性能.结果表明,首次单点沉积后功能层呈溅射状,类似树枝晶.限时沉积后材料由强化层、过渡层、热影响区、基体组成.强化层结构致密、硬度很高;过渡层有微孔及微裂纹,存在明显的元素互扩散,表明功能层与基体之间为冶金结合.通过清洗前处理可改善过渡层的显微组织,而不影响功能层硬度;而扩散后处理改善了过渡层的组织,但降低了功能层的硬度与厚度.     

反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层机理与性能

利用DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在TCA钛合金表面上制备了TiN/Ti复合涂层.用SEM、XRD、AES等仪器对涂层、物相、微观结构、元素组成及界面行为进行分析,测定了涂层的显微硬度,利用自制磨损试验机对比了涂层与淬火回火65Mn的磨损性能.结果表明,TiN/Ti复合涂层与基体形成良好的冶金结合,涂层主要由钛和反应合成的TiN、Ti2N相组成,组织致密、均匀、连续,涂层平均显微硬度可达1390HV0.1,约是基体硬度的6.3倍,涂层耐磨性良好.     

集束电极电火花合成沉积TiN涂层组织及耐磨性能

为满足提高铜合金表面耐磨性能的需求，提出了一种利用集束钛电极在QAl9-4铝青铜旋转工件表面电火花合成沉积TiN涂层的新方法，并进行了试验研究。结果表明：在铜合金表面制备出了均匀连续的TiN涂层；涂层表面由细化了的晶粒结构构成，组织致密；电极丝对涂层表面有较强的磨削涂覆作用，显著降低了涂层表面粗糙度值；涂层主要由TiN硬质相构成，厚度为85 μm左右，显微硬度可达890 HV_0.05，约为基体（185 HV_0.05）的4.8倍；涂层与基体间具有合金化冶金结合的过渡层；涂层表面摩擦因数为0.125~0.2，远小于基体（0.23~0.35）且波动性较小，磨损率约为基体的49.6%，具有更好的减摩耐磨特性。     

点焊电极表面电火花强化TiC-TiB2涂层

以Ti、B4C和Cu等粉末为原料,采用自蔓延高温合成工艺制备TiC-TiB2复合材料,并通过电火花表面强化在点焊镀锌钢板用电极的表面制备TiC-TiB2复合强化层。用四探针法测量了强化层的电导率,利用SEM和XRD分析了强化层的微观结构和物相,运用点焊实验测试了强化电极的使用寿命,初步分析了强化层对电极失效的影响。结果表明:电火花强化层致密无明显分层,强化层与基体间为牢固的冶金结合;强化层物相主要为TiB2、TiC、B2O3和Cu等,强化层中的非晶组织和组织细化使其衍射峰宽化;TiC-TiB2复合强化层的导电率可达86.53%IACS,具有良好的导电性能,适合制作点焊电极材料;强化电极的点焊寿命比无强化层电极大约提高了4倍。     

前后处理对电火花沉积TiC涂层性能的影响

以镀锌钢板点焊用铬锆铜球型电极为基体,进行了电火花沉积TiC涂层工艺试验,并分别进行了沉积前处理(清洗与粗化)与沉积后热扩散处理的对比试验,采用SEM、OM、显微硬度计等分析了涂层的微观形貌,测定了涂层的平均硬度与厚度.结果表明,前处理活化了基体表面,减少涂层与基体界面的分层,但不影响涂层内部结构,涂层的厚度和硬度变化不大.后处理促进了元素扩散,明显改善了涂层内部以及界面的微观结构,减少了裂纹和分层,使涂层的厚度减小.后处理释放了涂层内应力,导致涂层硬度降低.     

钛合金表面激光熔化沉积钛基复合材料涂层的组织及性能

通过激光熔化沉积TA15+30%TiC(体积分数)混合粉末,在TA15钛合金表面制备出钛基复合材料涂层,分析了涂层的组织、硬度及界面结合强度。结果表明,激光熔化沉积过程中原始TiC颗粒发生溶解,并在凝固过程中重新析出细小的TiC,TiC有等轴状及枝晶两种形态,涂层中存在部分未熔的TiC颗粒;涂层硬度达HRC 60;涂层与基体界面为完全冶金结合,涂层的界面结合强度大于310 MPa,抗剪切强度为330 MPa;经弯曲及热震试验后,涂层未出现剥落现象,表明涂层与基体具有很好的相容性     

新型的点焊热膨胀电极位移法质量监控装置

本文详细介绍了所研制的点焊热膨胀电极位移法质量监控装置。该装置的信号检测系统分辩率高,可用于气缸滑动差的点焊机;所采用的控制方式充分考虑了热膨胀电极位移与点焊加热的相互关系,有效地克服了其它干扰因素对控制效果的影响,提高了控制精度。试验结果表明:在电网电压波动±10％、电极直径增大20％、分流或二次回路感抗变化时,采用该控制装置能有效地调整热输入,保证熔核尺寸稳定。     

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.     

复合镀中镀层分布与阴极位向的关系

在普通的瓦特型镀液中,采用复合电沉积技术在形状为正八面体阴极的各个面上沉积了含Al2O3的复合镀层,并对镀层厚度和镀层内的粒子含量进行了测量分析.实验结果表明,阴极上各个方向面之间的镀层厚度和镀层内粒子的含量有明显的差异,总体趋势是与阳极相对距离较近的面,镀层厚、粒子含量多,且各个面之间的厚度和粒子含量随工艺条件的不同而变化.改变阴极在镀液中的位置,能得到不同厚度和粒子含量的镀层,可用该方法制备梯度复合材料.     

Surface modification of resistance welding electrodes by electro-spark deposited composite coatings: Part II. Metallurgical behavior during welding

Electrodes with monolithic TiC_P/Ni coatings and multi-layer Ni/(TiC_P/Ni)/Ni coatings were used to resistance spot weld Zn-coated sheet steel to investigate metallurgical behaviour of the coatings during welding. Scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray analysis and X-ray diffraction were employed to characterize the microstructure of coatings, reactions of electrodes with Zn-coating and alloy layer formation. The results showed that molten Zn penetrated TiC_P/Ni coatings via the cracks that were present within as-coated TiC_P/Ni coating, starting from the first weld. Additional cracks continually formed in the coating during welding due to action of the welding force on the low toughness coating, resulting in formation of a granular loose overlay at the outer surface which were easily detached and stuck onto the work sheet. On the contrary, cracks could be rarely found within Ni/(TiC_P/Ni)/Ni coating until 100 welds or more were made, and much fewer cracks formed up to 400 welds, compared to the TiC_P/Ni coating. With Ni/(TiC_P/Ni)/Ni coating on the electrode surface, alloying between copper alloy and molten Zn as well as pitting (erosion) of the electrode tips were remarkably reduced, and hence, a slower growth rate of tip diameter was observed.     

铸造Fe/TiCp复合材料的显微组织和力学性能

通过感应熔炼铸造法制备了一种Fe／TiCp复合材料，采用X-射线衍射、光镜和扫描电镜及能谱分析研究了其铸态和850℃退火态的显微组织和力学性能。结果表明：铸态复合材料的显微组织由珠光体基体和均匀分布的立方状TiC颗粒组成，TiC颗粒与基体界面洁净，抗拉强度817MPa，伸长率2．8％，硬度33．2HRC；经850℃退火后，基体转变为铁素体和珠光体，TiC颗粒形貌基本不变，强度和硬度较铸态有所降低，伸长率略有升高。     

原位自生TiC颗粒增强金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，采用高频感应熔覆技术。在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织、结构和性能进行了分析。结果表明，熔覆层与基体呈冶金结合，无裂纹、气孔等缺陷；熔覆层组织由γ-Ni、M23C3、TiC组成，TiC大部分呈方块状，少部分呈花瓣状，颗粒尺寸为0.5-1.0μm，均弥散分布于熔覆层中，涂层的显微硬度可达980-1000HV0.2。     

铸钢表面耐热复合涂层的制备

采用铸造反应合成技术制备出TiC/Ni3Al表面复合涂层材料,研究了涂层的物相、组织和界面形态,测试了涂层的硬度和耐磨性。结果表明：Ti-C-3Ni-Al体系反应完全,产物为TiC和Ni3Al。表面复合涂层中直径为1～3μm的TiC颗粒呈球形镶嵌在Ni3Al基体上,随着TiC含量的提高,颗粒尺寸略有长大、分布更均匀、涂层更致密,且涂层与钢基体界面为良好的冶金结合,随TiC含量的变化而界面呈现出不同的形貌,在TiC含量〈45%时,涂层为一整体,从涂层到界面处Ni、Al、Ti、Fe元素呈梯度变化;在TiC含量≥45%时,涂层出现了分层现象。随着涂层中TiC含量的增高,材料的硬度和耐磨性提高,表面复合涂层的硬度和耐磨性均明显高于钢基体。     

Ni-SiC复合镀层组织和性能的研究

在A3钢板上制备了含有微米和纳米 SiC 的两种镍基复合镀层, 利用扫描电镜观察镀层表面显微组织, 利用X射线能谱分析SiC的分布情况, 通过纳米显微力学探针测量镀层微区硬度. 结果表明 : SiC 颗粒在镀层中分布均匀; SiC 颗粒附近复合镀层的硬度是纯镍镀层的 3 倍, 微米 SiC 复合镀层的弹性模量比纯镍镀层提高了近 5 倍, 而纳米 SiC 复合镀层则提高了 15 倍以上, 但随着远离 SiC 镀层硬度和弹性模量都有明显下降; SiC 颗粒的加入能够有效阻止镀层表面发生变形, 纳米 SiC 的作用更明显.     

氩弧熔覆 TiC 颗粒增强 Fe 基涂层组织性能研究

目的研究氩弧熔覆条件下TiC颗粒增强Fe基涂层的组织和性能。方法在Fe45自熔性合金粉末中添加TiC颗粒,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出含TiC颗粒增强的Fe基合金复合涂层,并对熔覆层的显微组织结构、硬度分布及耐磨性能进行分析研究。结果复合涂层是由(Fe,Ni)形成的枝晶和枝晶间的(Fe,Cr)23(C,B)6,Fe3(C,B)共晶组织以及TiC增强颗粒组成,TiC颗粒细小弥散分布在基体金属内,部分TiC颗粒聚集生长为棒状、十字状和放射状。结论熔覆层的显微硬度最高可达980HV,较Q235钢提高了4倍,耐磨性提高了约11倍。