烧结法制备碳化钨复合涂层研究

采用烧结法制备碳化钨复合涂层.采用在45钢基体上涂覆镍基自熔合金及碳化钨粉末工艺,通过真空烧结,制得了性能优良的硬质涂层.分析了所制备的涂层组织、性能及与基体间的界面结合状况,结果表明:涂层与母材之间具有良好的结合特性.所制备的碳化钨复合涂层硬度HRC为60～65.     

等离子弧堆焊镍基球形碳化钨涂层摩擦磨损研究

目的采用等离子转移弧堆焊技术制成镍基球形碳化钨复合涂层,研究碳化钨含量对复合涂层摩擦磨损性能的影响,以用于实际生产开发。方法碳化钨质量分数分别为20%、30%、50%、60%的镍基混合粉末通过等离子堆焊方法制备成复合涂层,并采用Bruker公司生产的万能摩擦磨损试验机对镍基碳化钨复合涂层的侧面进行摩擦磨损性能测试。对各组涂层的表面形貌、摩擦系数、划痕横截面积及磨损面的微观形貌进行对比分析,探究碳化钨的含量对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果等离子转移弧堆焊镍基球形碳化钨复合涂层的耐磨性能随着碳化钨含量的增大而增大,同时近熔合区基体的耐磨性能也不断提高。当碳化钨质量分数小于50%时,主要发生的是粘着磨损和氧化磨损;当碳化钨质量分数大于50%时,主要发生的是粘着磨损和磨料磨损。结论由于碳化钨的存在以及增强相的不断生成,随着碳化钨含量的增大,复合涂层的磨损性能不断提高。出于性能和成本考虑,当碳化钨质量分数为50%时更适合实际应用。     

HVOF碳化钨金属陶瓷涂层对基体疲劳性能影响的研究现状

由超音速火焰喷涂（HVOF）制备的碳化钨金属陶瓷涂层,具有接近完全致密、结合强度高、硬度高等优势。本文综述了金属表面HVOF碳化钨金属陶瓷涂层疲劳寿命影响的研究现状,并分析了产生疲劳裂纹的原因,影响疲劳寿命的原因有涂层与基体的性能差异、喷砂引入的缺陷、残余应力及涂层制备工艺等的影响。改进措施有涂层设计、基体不做喷砂或喷丸替代喷砂等改变前处理工艺、获得或提高涂层压应力、减少碳化物的分解、合理的工艺参数（如高的速度）、合适的涂层厚度、选用高含量粘结物的碳化钨金属陶瓷粉末、合适的涂层后处理方法等措施。     

C11300(T3)基体亚音速火焰喷涂层特性的研究

采用亚音速火焰喷涂技术，在C11300(T3)基体表面分别喷碳化钨弥散型钴基和NiCrBSi2种类型的自熔性合金。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试方法研究基体与喷涂层之间的界面结合状况、显微组织和喷涂层的物相结构。试验结果表明，基体与喷涂层界面结合状况良好，且存在相互扩散现象，界面处基体组织细化。喷涂过程中碳化钨发生少量热分解和脱碳反应，生成W2C；涂层MCrBSi中有大量均匀分布的点状CrB生成。随着合金粉末中碳化钨含量的增加，涂层的硬度和耐高温性能也明显提高。     

氩气保护下碳化钨对镍基合金熔覆层组织及耐磨性的影响

目的改善Q235钢板的耐磨性,以取代65Mn在振动筛筛板中的应用。方法采用电阻丝加热非真空熔覆技术,在氩气保护条件下于Q235钢表面制备碳化钨/镍基合金复合熔覆层。通过SEM和XRD观察分析熔覆层与基体的结合方式、碳化钨分布、熔覆层组织及相组成,通过硬度测试及磨损试验,分析碳化钨对熔覆层耐磨性的影响。结果熔覆层与钢基体达到冶金结合。熔覆层主要由奥氏体、碳化钨、碳化物及硼碳复合化合物等相组成,碳化钨弥散分布其中。当碳化钨用量为熔覆粉末总质量的35%时,熔覆层硬度为47.3HRC,磨损率为0.08 mg/m,约是钢基体耐磨性的5倍,65Mn耐磨性的4倍。结论采用氩气保护制备的碳化钨熔覆层与基体结合良好,提高了钢基体的耐磨性。     

热喷涂碳化钨涂层对40CrNiMoA钢耐腐蚀与抗疲劳性能的影响

采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了碳化钨(WC-10Co4Cr)涂层。用扫描电镜、中性盐雾腐蚀试验及旋转弯曲疲劳测试研究了碳化钨的微观结构与性能。结果表明,碳化钨涂层结构致密,结合强度高。与传统铬镀层相比,碳化钨涂层的硬度和耐磨性有明显提高,同时表现出了显著的耐腐蚀性与抗疲劳性能。     

基于30CrMnSiNi2A钢的飞机起落架激光熔覆再制造

起落架的再制造对飞机具有至关重要的作用。根据起落架实际服役环境,对30CrMnSiNi2A钢表面进行激光熔覆再制造。实验过程中制备了6种不同成分配比的镍基碳化钨(WC)复合涂层。结合实际工况,分析涂层的显微组织、物相组成、显微硬度、磨损和耐腐蚀性能。结果表明,除WC含量为25%的涂层外,再制造涂层与基体冶金结合良好,表面无裂纹和气孔。与基体相比,修复后涂层的耐磨性和耐蚀性大大提高。这表明涂层和基体的耐蚀性不同,特别是在盐雾环境中。     

Ni基合金与WC混合粉末的激光熔覆层组织

为了提高矿山机械零部件的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备了Ni基合金与WC混合粉末的复合涂层,研究了熔覆层的物相组成、WC颗粒在Ni基合金涂层中的分布,以及加入50%WC颗粒后Ni基合金涂层的裂纹敏感性、显微组织、成分及硬度。结果表明,合理的工艺参数使WC颗粒分布均匀,与基体结合牢固,并保持原始的形状;熔覆层内没有裂纹产生;熔覆层与基体之间形成了冶金结合;熔合线附近由亚共晶组织(初晶的富Ni奥氏体γ-Ni与共晶组织)构成;熔覆层中上部由过共晶组织(初晶的碳化钨与共晶组织)构成,初晶碳化钨的形态有珊瑚状、等轴晶状、柱状及交互结晶状等;激光熔覆层硬度是45#钢基体的5倍以上。     

钛合金微弧氧化法制备稀土／磷酸钙生物复合涂层

采用微弧氧化的方法在Ti-6Al-4V基体上制备稀土／磷酸钙生物复合涂层。研究了稀土在微弧氧化制备稀土／磷酸钙复合涂层中的作用及该涂层在模拟体液中的摩擦磨损性能。与单一涂层相比，稀土盐的添加有效提高了涂层的厚度；经模拟体液浸泡后的涂层结合强度以及涂层在模拟体液中的摩擦磨损性能都明显提高。SEM观察表明，该复合涂层的表面多孔形貌分布更为均匀；XRD分析显示，稀土盐的添加并没有改变涂层的磷酸钙相生成。     

盾构滚刀材料表面镍基碳化钨涂层摩擦学性能研究

目的 盾构滚刀磨损是盾构施工中最常见的问题之一,为减缓刀具的剧烈磨损、延长刀具的使用寿命,采用等离子堆焊工艺在盾构滚刀表面制备镍基碳化钨涂层以强化滚刀性能,基于盾构滚刀服役的真实工况,研究滚刀涂层的摩擦学性能及其合理的评价方式.方法 对镍基碳化钨涂层在往复滑动、冲滑复合(冲击+滑动)两种相对运动模式下进行摩擦磨损试验研究.结果 制备镍基碳化钨涂层后可提高滚刀的耐磨性.往复滑动磨损后,镍基碳化钨涂层的磨痕宽度为0.42 mm,而H13钢的磨痕宽度达到0.78 mm,镍基碳化钨涂层的抗冲滑性能也明显优于H13钢.两种相对运动模式下镍基碳化钨涂层均主要承受磨粒磨损,但往复滑动模式下涂层存在局部剥落,而冲滑复合模式下则伴随一定的粘着磨损.结论在两种相对运动模式下,镍基碳化钨涂层表面的高硬度碳化钨颗粒都可阻止磨粒对较软镍基合金区域的切削与碰撞.相较往复滑动模式,冲滑复合模式下镍基碳化钨涂层要承受冲击和滑动的耦合作用,涂层的磨痕特征以及损伤形式都有明显的不同.采用冲滑复合运动模式的摩擦磨损试验能对盾构滚刀刀圈的摩擦学性能进行更全面、合理的研究及评价.     

感应钎涂金刚石/镍基合金复合涂层的性能

以45钢为基体,采用感应钎涂工艺在其表面制备金刚石/镍基合金复合涂层,通过洛氏硬度计、磨粒磨损试验机对涂层进行硬度和耐磨性测试,采用超景深显微镜、扫描电子显微镜对涂层、钎料和金刚石形貌进行观察,采用EDS对金刚石表面微区进行成分分析,初步研究了复合涂层的微观形貌、磨损规律及机制. 结果表明,金刚石颗粒在镍基合金复合涂层中弥散分布,与钎料合金实现了良好的冶金结合. 随着金刚石含量增加,可显著提高复合涂层的硬度及耐磨性. 当金刚石质量分数为20%时,涂层的宏观硬度达到63 HRC,较纯钎料涂层提高1.5倍;在相同的磨损试验条件下,纯钎料涂层的磨损失重为0.335 4 g,金刚石含量为20%的复合涂层磨损失重为0.097 9 g,仅为纯钎料涂层的29.2%.     

镍基合金激光熔覆-离子渗硫复合改性层组织性能

利用激光熔覆和离子渗硫技术在45钢表面制备复合改性层,采用SEM,EPMA,XRD等手段对比研究激光熔覆层和渗硫层的组织形貌、成分分布及相组成;并测试渗硫前后涂层的耐磨性和耐蚀性.结果表明,镍基合金涂层主要由γ-（Fe,Ni）,Fe_0.64Ni_0.36,M₂₃C₆,WC,M₇C₃和Fe₂B等物相组成,显微硬度达到740 HV0.2.渗硫后在激光熔覆层表面形成了以FeS为主的渗硫层,表面疏松多孔,由微纳米级的尖岛状颗粒堆砌而成.与熔覆层相比,复合改性层的摩擦系数和磨损量都显著降低,减摩和耐磨效果明显.渗硫后镍基合金激光熔覆层自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度增大,耐蚀性略微降低.     

纳米WC增强Ni基合金喷熔层组织结构与抗磨粒磨损特性

目的研究纳米WC对Ni基合金喷熔层抗磨粒磨损性能的影响。方法采用扫描电镜、X射线衍射分析了氧乙炔火焰喷熔Ni基合金层和两种不同结构WC增强Ni基合金喷熔层的微观组织和相结构,并通过磨粒磨损试验平台对三种涂层进行磨损性能测试。结果纳米WC粉末的加入,能有效提高喷熔层的宏观硬度。通过组织分析得出纳米WC增强Ni基喷熔层中除含有γ-(Ni,Cr)固溶体、Cr的碳化物、硼化物以及微米级WC颗粒之外,还含有一定量的纳米WC团聚体和少量高硬度的W_2C相。磨粒磨损实验结果显示,纳米WC增强Ni基喷熔层的磨损失重分别为Ni60和NiWC35涂层失重的56%和73%。对比磨损后涂层的表面微观形貌可知,纳米WC颗粒在涂层中能有效降低磨粒压入喷熔层的深度,从而控制磨粒对喷熔层的犁削量。结论纳米WC增强Ni基合金喷熔层中含有的γ-(Cr,Ni)固溶体、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Cr_3Ni_2及未熔化的WC颗粒和WC脱碳形成的W_2C等硬质相,使镍基自熔合金涂层的硬度有较大提高,同时也大大提高了涂层的抗磨粒磨损性能。     

Cr12MoV钢激光熔覆Ni基WC合金性能研究

对Cr12MoV钢表面激光熔覆不同成分Ni基WC合金的熔覆层性能进行了研究.实验表明,在较优工艺参数下,激光熔覆Ni60+30%WC熔覆层的次表面硬度可达67～68 HRC.在加入WC硬质相后,熔覆层的硬度变化不大,而耐磨性能却得到很大的提高,相应的脆性和产生裂纹的倾向增大.     

Microstructure and sliding wear behavior of nanostructured Ni60-TiB2 composite coating sprayed by HVOF technique

A nanostructured Ni60-TiB₂ composite coating (Ni60 is a brand of Ni-based self-fluxing alloy with a hardness of HRC60) was sprayed on steel substrate by high velocity oxy-fuel (HVOF) process using high energy ball milled powders. Its sliding wear resistance at room-temperature was evaluated by ball-on-disc testing. For comparison, conventional Ni60-TiB₂ composite coating was prepared by HVOF using mechanically mixed Ni60 and TiB₂ powders and tested under the same conditions. The results show that the nanostructured composite coating has excellent mechanical properties and sliding wear resistance due to the microstructural homogenization and the well preserved nanostructure characteristic of the ball milled powders. Adhesive and abrasive wears are found to be responsible for the wear down mechanisms of the nanostructured Ni60-TiB₂ composite coating.     

激光熔覆WC增强Ni基复合涂层的研究进展

激光熔覆是一种新型表面改性技术,具有能量密度高、稀释率可控、涂层与基体呈现良好的冶金结合等优点,且快热快冷的特性有利于在基材表面形成具有细小致密组织的涂层,从而获得耐磨耐蚀等优异性能.WC增强Ni基复合涂层因兼具陶瓷材料优异的耐高温、耐磨性和金属材料良好的强韧性,近些年成为激光熔覆研究领域的热点.综述了激光熔覆WC增强...     

金属球阀合金球面电火花机械复合磨削加工新方法

耐高温（≥500℃）、高硬度（≥62 HRC）、耐磨损是大型金属球阀内芯合金球体的特性,球体表面必须进行硬化处理。通常,在球阀球体表面喷WC或镍基合金等高硬度涂层材料,其表面硬度≥62 HRC,但使用传统机械磨削方法加工效率极低。在分析电火花机械复合加工原理的基础上,设计了适用于高硬度回转球面精密磨削加工的方法,并设计制作了一种专用复合工具电极和专用夹具,通过使用青铜结合剂金刚石砂轮的复合工具电极来实现合金球体表面的电火花机械复合磨削加工。     

激光熔覆Ni60A+WC/12Co复合涂层的组织及性能

采用激光熔化同步输送Ni60A 30wt%WC/12Co复合粉末，在适度预热后的45钢表面激光熔覆获得了一定厚度的复合涂层。涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的Co包WC颗粒。熔覆过程中Co包WC颗粒很少发生溶解。涂层与基板为冶金结合，对基板的适度预热避免了涂层的开裂。所得涂层具有很高硬度，涂层基体硬度为1030HV0.3，Co包WC颗粒硬度达2050HV0.3。     

激光参数对Ni基熔覆层结构及耐磨性的影响

采用热喷涂预置和激光熔覆方法在Q235钢基体上熔覆Ni基合金涂层和Ni/WC复合涂层，研究激光功率对涂层微观结构的影响。结果表明，选择合适的激光输出功率，可获得组织分布均匀、低稀释率、与基体结合良好的合金涂层；在Ni/WC复合涂层中，合理的激光功率使WC颗粒部分熔化，并在颗粒周围重新凝固并析出针状碳化物，这既有利于提高涂层的硬度又能使未熔化的WC颗粒与涂层内合金溶剂牢固结合。激光功率较大时涂层内WC颗粒烧损并沉底，沉积在涂层底部的WC颗粒，使基体到涂层的性能发生突变，这样既容易引发裂纹及疲劳破坏，又不利于涂层表面的耐磨。