铸铁电火花沉积WC-8Co超细涂层的组织及性能

采用电火花沉积技术,在铸铁表面制备WC-8Co沉积涂层。利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了涂层的微观组织及耐磨性能。结果表明,通过优化的沉积工艺参数可以获得组织均匀、致密且与基体呈冶金结合的沉积层。沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、W2C和Fe7W6相组成;沉积层中弥散分布有大量的超细碳化物颗粒。沉积层的最高硬度为1512.1Hv,其耐磨性能是基体的2.3倍;沉积层的磨损机制主要是磨粒磨损和疲劳磨损。涂层中弥散分布的超细硬质相是沉积层硬度及耐磨性能提高的主要因素。     

等离子喷涂法纳米结构WC-12Co涂层的微结构与形成机理的研究

使用独特的雾化干燥结合固定床技术合成WC-12Co纳米复合粉体,利用等离子喷涂法制备纳米结构WC-12Co涂层,通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析手段对等离子喷涂纳米结构WC-12Co涂层进行显微结构分析.结果表明涂层中除了WC相,不仅有W2C,W等非WC/Co相的产生,还出现了CoxWyCz(Co3W9C4,Co3W3C),Co3C等相及非晶和孪晶组织,在此基础上本工作将对等离子喷涂纳米结构WC-12Co涂层的形成机理作初步的研究与讨论.     

原位冶金反应粗晶碳化钨复合材料的组织研究

利用自耗电极直流电弧原位冶金方法,原位合成粗晶碳化钨复合材料。采用XRD、SEM、EDS等测试技术研究了粗晶碳化钨复合材料的组织结构和相组成。结果表明,W在富C的过热液相中混合扩散,发生原位冶金反应生成WpC(WC、W2C)。WpC和Fe3W3C相弥散分布在由Fe、Cr、Ni、W、C等元素组成的粘结相中。这种强硬质相、辅助硬质相与基体的弥散分布和交叠组合使材料获得了良好的力学性能。     

H13钢表面电火花沉积Deloro 50合金层的组织和性能

利用电火花沉积技术在H13钢基体表面制备了Deloro 50合金层,采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了沉积层的微观结构和物相组成,并采用显微硬度计测试了沉积层的硬度。结果表明:沉积层与基体呈良好的冶金结合,平均厚度约35μm;沉积层主要由FeNi3,Ni3(CrFe),C6(Co,Cr,Ni)23相组成;沉积层的表层显微硬度为954.4HV0.05,约为H13钢基体硬度的2倍。     

等离子喷涂WC-12Co涂层的组织与性能

为了提高WC-12Co涂层的喷涂质量,采用大气等离子喷涂(APS)方法在Q235钢基体上制备WC-12Co复合涂层,探讨了不同工艺参数下涂层的组织与性能,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)研究涂层形貌和微观组织及涂层成分演变规律,采用显微硬度计测试涂层显微硬度。结果表明:涂层主要由WC和W2C以及少量的Co3W3C和Co6W6C相组成;涂层主要以机械结合方式为主,厚度大约在300μm,粘结层厚度约为60μm。该试验最优工艺参数为电流300 A,送粉率50 g/min,喷涂距离110 mm;优化后涂层硬度为1 169HV0.5 N,孔隙率为3.6%。     

两种AC-HVAF喷涂WC涂层微观组织以及耐蚀性研究

利用AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了WC-10Co-4Cr,WC-12Co涂层,并利用XRD,SEM,电化学以及盐雾实验分析了涂层的微观组织以及耐蚀性.结果表明:两种涂层相组成与其粉末一致,未出现其他喷涂技术普遍存在的W2C以及W,AC-HAVF喷涂技术可以有效的抑制WC的分解;两种涂层都很致密且与基体结合良好,孔隙率低;电化学以及盐雾实验发现,WC-10Co-4Cr涂层的耐蚀性好于WC-12Co涂层,并较基体0Cr13Ni5Mo不锈钢有较大的提高,粘结相中Cr元素的加入以及孔隙率低是WC-10Co-4Cr涂层耐蚀性优异的重要原因.     

变温状态下硬质合金涂层的腐蚀及摩擦磨损性能

WC-10Co4Cr与NiCr-Cr3C2等硬质合金涂层具有很强的防腐蚀性能和耐磨性能,常被应用于各类腐蚀磨损环境中.为研究温度变化对硬质合金涂层腐蚀性能及摩擦磨损性能的影响,采用超音速火焰喷涂工艺在304不锈钢基体上制备了WC-10Co4Cr和NiCr-Cr3C2硬质合金涂层,利用XRD、电化学测试以及滑动磨损测试等...     

高硅铝基材表面爆燃喷涂WC-Co层的性能

为了拓展铝合金在汽车工业上的应用,基于“第聂伯Ⅲ”设备采用爆燃喷涂技术以不同氧燃比在喷射沉积制备的铝合金活塞材料表面制备了WC-12Co和WC-17Co涂层,比较了2种涂层的显微形貌、相结构、结合强度、孔隙率、开裂韧性及磨粒磨损性能.结果表明:与WC-17Co涂层相比,WC-12Co喷涂层中WC脱碳程度轻,粘结相Co的名义自由路径较小,磨粒对粘结相的刮削作用弱,最终WC颗粒抵抗了磨粒磨损,因而具有更好的抗磨粒磨损性能;WC-12Co喷涂层的结合力、硬度也优于WC-1 7Co喷涂层.     

HVOF喷涂纳米WC-17Co涂层组织结构及力学行为研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备了普通、超细纳米WC-17Co涂层.研究了喷涂粉末、涂层的微观组织结构和物相成分,测试了涂层的显微硬度、弹性模量、断裂韧性.研究表明,纳米WC-17Co涂层中形成了纳米尺度的胞状结构和长条状结构,并有网状的非晶结构生成.WC-17Co涂层表面均匀致密,3种涂层均是由熔化再结晶区、半熔化区和未熔化区等构成.涂层中条带结构不明显,明显区别于等离子涂层.纳米涂层组织结构更致密,碳化物颗粒分布更均匀.3种涂层中,WC都是主相,W2C、Co6W6C的含量很少.纳米涂层的显微硬度、弹性模量、断裂韧性最高.     

超音频感应熔覆钴基涂层的组织与摩擦磨损性能

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备Co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能.结果 表明:Co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主要由γ-Co、γ-(Fe,Ni)、Cr23C6、Cr7C3、Co7W6以及金属间化合物Co3Fe7和FeNi3组成;钴基合金涂层的显微硬度约为573.1 HV0.2N,是基体45钢(215.0 HV0.2N)的2.67倍;在室温干摩擦条件下,钴基合金涂层的摩擦磨损性能优于45钢基体,其磨损形式为轻微的磨粒磨损和黏着磨损.     

等离子熔覆ZrB_2-ZrC/Fe复合涂层组织及耐磨性

采用等离子熔覆技术,以Zr、Fe、B_4C混合粉末为原料,在Q235低碳钢表面原位反应合成了ZrB_2和ZrC增强的Fe基复合涂层,分析了ZrB_2-ZrC/Fe涂层的物相组成和组织结构,并进行了硬度、耐磨性对比试验,探讨了物相和组织结构的形成过程及磨损机制。结果表明:涂层主要物相为ZrB_2、α-Fe、ZrC、Fe_2B和Fe_3C,其中ZrB_2呈现针棒状、花瓣状,ZrC呈现规则的颗粒状;随着原始粉末中(Zr+B_4C)含量的增加,增强相ZrB_2和ZrC含量增多,尺寸变大,ZrB_2-ZrC/Fe涂层与Q235钢基体之间结合紧密,呈冶金结合;与Q235钢基体相比,ZrB_2-ZrC/Fe涂层耐磨性显著提高,最高可达基体的5.45倍,ZrB_2-ZrC/Fe涂层的磨损方式以磨粒磨损为主,断裂方式以穿晶断裂为主。     

Al2O3对氩弧熔覆Fe-Si金属间化合物涂层组织及性能的影响

目前Fe-Si涂层的相关研究较少。为制备Fe-Si金属间化合物复合涂层并改善其力学性能,采用氮弧.熔覆原位合成的方法在Q235钢表面制备Fe-Si涂层和Fe-Si/Al2O3金属间化合物复合涂层,利用金相电子显微镜、X射线衍射仪(XRD)、冲蚀磨损试验机、高温氧化炉等设备对涂层的显微组织、耐冲蚀磨损性能和抗高温氧化性能进行测试与分析。结果表明:Fe-Si熔覆层由Fe3Si和FeSi相构成,添加A12O3后熔覆层除存在Fe3Si,FeSi外还有AI2O3相产生;Fe-Si/Al2O3熔覆层耐冲蚀磨损性优于Fe-Si熔覆层,最高为基体的4.65倍;熔覆层的耐高温氧化性能相对基体明显提高,在800℃下Fe-Si熔覆层和Fe-Si/Al2O3熔覆层相比于基体分别提高了5.50和5.83倍。     

Ni60A+20WC于水刀喷嘴耐磨层的应用工艺

采用高频感应熔覆技术以提高高压水刀喷嘴的耐磨性能,本实验选用304不锈钢板作为基体材料,Ni60A+20%WC合金粉末作为熔覆层材料;分别采用高频感应加热设备、电火花成型机和小孔机对试件进行加热、熔覆并加工到规定尺寸.采用扫描电子显微镜观察试件的微观组织,发现涂层和基体之间产生了扩散层;采用X射线衍射仪分析涂层相结构,涂层中存在的强化相有WC、Fe_3Ni_2、W2C、Cr_3C_2、Cr_2Ni_3等;摩擦学性能测试实验表明涂层材料大大提高了水刀喷嘴的耐磨性;显微硬度实验表明WC极大地提高了涂层的硬度,其平均值约为1 000 HV0.1,基体约为190 HV0.1.在水刀喷嘴内孔成功制备了WC增强Ni基熔覆层,该熔覆层光滑平整,表面无明显缺陷,与基体实现冶金结合,性能优异.     

激光原位合成Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层组织结构与性能

先利用火焰喷涂技术在中国低活化马氏体钢表面制备了CrFeAlTi涂层,然后通过激光原位反应技术在火焰喷涂涂层表面原位合成了Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层。分别采用体视显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、立式万能摩擦磨损试验机以及静态铅铋腐蚀实验装置等分析测试手段对涂层的形貌、微观组织结构、物相组成、显微硬度、干滑动摩擦磨损性能以及耐液态铅铋合金腐蚀性能等进行了研究。实验结果表明:激光原位合成的Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层表面整体平整、光滑、致密,基本没有凹坑、裂纹和孔隙等缺陷,与基体之间形成了良好的冶金结合。涂层内部存在完全结晶区和非结晶区,且界面明显。涂层表面主要物相为Al_2O_3,TiO_2,(Al.948Cr.052)_2O_3,Fe_2TiO_5和FeCr等。涂层截面平均显微硬度约为1864.2HV0.2,比基体CLAM钢提高了约3倍,且沿横截面方向呈平稳过渡的阶梯状分布。与基体CLAM钢相比,涂层具有良好的耐磨性能,其磨损量仅为基体的1/6,并且涂层在液态铅铋中表现出良好的耐腐蚀性能。     

用镍基薄带钎料真空熔结Cr3C2-NiCr涂层的组织和性能

提出了一种采用薄带钎料进行真空熔结的新方法，用BNi-2薄带钎料粘贴在Cr3C2-NiCr预置层表面进行了真空熔结处理，对涂层的组织和微动磨损性能进行了研究。结果表明，真空熔结涂层组织致密，涂层与基体、涂层内部硬质相与粘结相之间可形成良好的冶金结合。涂层主要由Cr3C2，Cr7C3，Cr23C6，Ni的硼化物、Cr的硼化物等硬质相和镍基固溶体韧性相组成。基于致密的组织、良好的结合和硬质相强化，真空熔结Cr3C2-NiCr涂层的抗微动磨损性能明显优于等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层和1Crl8Ni9Ti不锈钢。     

304不锈钢激光原位合成自润滑涂层的宽温域摩擦学性能

由于304不锈钢在中、高温下摩擦学性能较差,制约了其在重要摩擦运动副零部件上的应用。为改善304不锈钢的摩擦学性能,以Ni60粉末为增韧相,WS2为合成润滑相的前驱化合物,TiC为高硬度耐磨相,采用高能激光束在其表面原位合成自润滑耐磨复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和探针式材料表面磨痕测量仪表征涂层和基体的物相、微观结构、显微硬度与表面形貌,并系统研究涂层和基体在20,300,600,800℃下的摩擦学性能及其磨损机理。结果表明:涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11,Ti2SC,Fe2C,Cr7C3,CrS和WS2组成;涂层的平均显微硬度(302.0HV0.5)略高于基体(257.2HV0.5),但涂层上部区域的硬度(425.4HV0.5)约为基体的1.65倍;涂层在所有等温摩擦学实验中摩擦因数和磨损率均低于基体,300℃时涂层润滑效果最好,摩擦因数为0.3031,600℃时涂层耐磨效果最好,磨损率为9.699×10^-5 mm^3·N^-1·m^-1。     

氩弧熔覆Fe-Al金属间化合物复合涂层的组织与性能

为改善Fe-Al金属间化合物的力学性能及抗高温氧化性能,利用氩弧熔覆方法在Q235钢上制备了Fe-Al熔覆层和Fe-Al/Al_2O_3熔覆层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨粒磨损试验机对氩弧熔覆涂层进行显微组织结构观察和磨损性能测试。采用高温氧化试验对涂层的耐高温氧化性进行了研究。结果表明:Fe-Al熔覆层形成FeAl和Fe_3Al相,而Fe-Al/Al_2O_3熔覆涂层含有FeAl、Fe_3Al和Al_2O_3相;熔覆层的耐磨粒磨损性能优于基体且Fe-Al/Al_2O_3熔覆层优于Fe-Al熔覆层;熔覆层的耐高温氧化性能明显提高,在700℃下,Fe-Al熔覆层和Fe-Al/Al_2O_3熔覆层相比于基体分别提高了4.46和5.68倍。     

Evaluation of stellite coatings by µ-PTA powder,laser, and PTA deposition processes

This article presents comparative evaluation of microplasma-transferred arc powder deposition (µ-PTAPD), laser deposition, and plasma-transferred arc deposition (PTAD) processes for sound quality and cost-effective deposition of Stellite 6 on AISI 4130 steel substrate. Dilution, deposition thickness, microstructure, secondary dendritic arm spacing (SDAS), microhardness, and abrasive wear resistance have been used for comparative evaluation. Analysis of morphology of Stellite deposition revealed that µ-PTAPD process and laser deposition processes could produce a coating of less than 1?mm thickness having good deposition quality, smaller dilution, and SDAS as compared with PTAD process. Analysis of X-ray diffraction patterns revealed that the Stellite coatings manufactured by all three processes had a lamellar structure consisting of Co phases, chromium-rich carbides (Cr₂₃C₆ and Cr₇C₃), and tungsten-containing compounds (W₂C). Analysis of microhardness and abrasive wear resistance found that the Stellite coatings manufactured by µ-PTAPD and laser deposition processes exhibited a lower coefficient of friction, wear volume, and higher microhardness as compared with the coating manufactured by PTAD process, this imparting them with higher abrasive wear resistance. This work proves that µ-PTAPD process has a capability to offer an economical and sustainable solution for good-quality thin coating of Stellite on metallic substrates.     

氧气流量对超音速火焰喷涂多尺度WC-17Co涂层组织结构与性能的影响

工艺参数对超音速火焰喷涂WC-Co涂层的组织结构、硬度、耐磨性影响较大,但相关研究较少。采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在4种氧气流量(322,402,482,543 L/min)下将多尺度WC-17Co粉末(含30%纳米WC和70%微米WC)喷涂在Q235钢基体表面制备WC-17Co涂层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析涂层的截面形貌和物相,测试了涂层的硬度值,通过销盘磨损试验机测试涂层的耐磨损性能,研究氧气流量对多尺度WC-17Co涂层组织结构与耐磨性能的影响。结果发现:4种氧气流量下所制备的涂层组织致密,孔隙率为0.306%~1.290%;随着氧气流量降低,涂层中WC分解更严重,当氧气流量为322 L/min时,涂层中分解相(W_2C、W和Co_3W_3C)最多;涂层的硬度随着氧气流量增加而增加,当氧气流量为543 L/min时,涂层的硬度[(933.8±29.3)HV_(3N)]是Q235钢[(183±7)HV_(3N)]的5倍;随着氧气流量增加,涂层磨损失重逐渐减小,当氧气流量为543 L/min时,涂层的磨损失重仅为(8.57±0.95)mg,耐磨损性能较基材明显提高。