不同工艺条件下粗颗粒碳化钨金属陶瓷复合层的耐磨性研究

本文系统研究了激光熔覆粗颗粒WC金属陶瓷复合层的干砂磨粒磨损性能，并与氢原子堆焊粗颗粒WC管装焊条、氧乙炔焰堆焊粗颗粒WC复合焊条所得到的金属陶瓷复合层的耐磨性进行了对比。结果表明激光熔覆金属陶瓷复合层的耐磨性远远优于上述常规堆焊工艺。其主要原因是由于激光熔覆层中碳化钨颗粒烧损程度低与硬度高所致。     

激光熔覆铸造WC—Ni基合金中WC颗粒的烧损机理与评估

本文研究了激光熔覆金属陶瓷层中铸造WC颗粒的烧损方式和机理，证明激光熔覆过程中铸造WC颗粒主要以溶解扩散式的烧损为主，提出了评定WC颗粒烧损率的半定量公式为：     

铝合金表面添加稀土激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层研究

添加适量稀土氧化物,采用自配的熔覆材料在ZL108表面激光熔覆制备了Ni基WC金属陶瓷复合涂层,对熔覆层进行了显微组织分析、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,铝合金上激光熔覆Ni基WC金属陶瓷增强熔覆层无裂纹,组织细小、致密,WC颗粒增强相与基体之间结合良好。室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和粘着磨损,干摩擦磨损性能优良。     

纳米Y2O3-Co基合金激光熔覆复合涂层的分析

采用纳米Y2O3和Co基合金粉末,并利用激光表面熔覆技术和堆焊技术在Ni基合金基体上制备了纳米Y2O3-Co基合金复合涂层.运用扫描电镜(SEM)等测试方法,研究了复合涂层的显微组织和显微硬度,通过磨损试验和腐蚀试验分析了激光熔覆涂层和单一堆焊层的耐磨性和耐蚀性.结果表明,激光熔覆层显微组织由熔合区、细等轴状枝晶区及粗枝晶区构成;激光熔覆层的显微硬度由堆焊层的512.8 HV提高到868.9HV;激光熔覆层的耐磨性提高了51.2倍,40 min磨损量由堆焊层的25.6 mg降低到激光熔覆层的0.5 mg;激光熔覆层在10%HCl、10% HNO3和10% NaOH中的耐腐蚀性均比堆焊表面有明显改善.     

稀土对激光熔覆WC／Ni-P涂层微磨料磨损性能的影响

利用激光熔覆技术在45钢表面制备了WC/NNi-P复合椽层．在Plint TE-66微磨料磨损试验机上进行了磨损试验，研兜了不同稀土含量(CeO2)以及不同粒度WC粉末对涂层熔覆性能、硬度和磨损性能的影响。研究结果表明：稀土的适当加入船移使熔覆时熔体的流动性显著提高．使其气孔率降低，表面平整，能显著提高熔覆层的熔覆性能。随稀土含量增加，涂层组织细化；WC颗粒的加入提高了涂层的显微硬度和耐磨性。在微磨料磨损过程中馀层表面Ni-P基质优先于WC颗粒被磨去，导致WC颗粒从基质中凸起，最后WC颗粒失去基质支撑在磨料的作用下从涂层中脱落。     

La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及耐磨性的影响

利用5kW的CO2激光器在低碳钢基体表面熔覆含La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层，研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。研究结果表明，在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物La2O3可有效改善熔覆复合层的组织及性能，减少复合层中的裂纹，孔洞，夹杂，加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的表面形状，同时使熔覆复合层的组织及硬度更加均匀。     

激光功率对激光熔覆WCP/Ni基金属陶瓷涂层的组织与磨损性能的影响

研究了3种不同功率(1．8kW、2．2kW、2．6kW)对激光熔覆WCp／Ni基金属陶瓷涂层的组织与磨损性能的影响．选择合适的激光功率(2．2kW)，可以获得WCp均匀分布并与基体合金结合良好的WCp／Ni涂层．激光熔覆过程中WC颗粒与基体合金界面间发生了扩散反应溶解，导致未熔WC颗粒周围形成了块状的富W碳化物，功率较高时更加明显．激光熔覆WCp／Ni基涂层由未熔WC颗粒，块状或枝晶状的富W碳化物，杆状的富Cr碳化物以及其间的γ枝晶固溶体及其共晶组织所组成．不同激光功率下的WCp／Ni涂层的显微硬度与耐磨性均远高于Ni60涂层，其中2．2kW功率的WCp／Ni基涂层的显微硬度最高，耐磨性最好。     

磨损零件的激光熔覆修复实验研究

研究采用激光熔覆方法修复磨损的零件,将2Cr12基体材料与激光熔覆后的F321合金进行磨损对比实验的结果表明,激光熔覆后的F321合金的耐磨性是基体材料2Cr12的5倍,被修复的2Cr12零件其耐磨性大大提高.在较软的合金粉末中添加硬质相如WC等陶瓷颗粒时,可大大提高软性合金粉末的耐磨性.激光熔覆由软合金和硬质颗粒组成的复合粉末,能使硬质颗粒分散均匀.激光熔覆316L不锈钢熔覆层的实验表明,熔覆层内的硬度分布较均匀.     

CeO2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用5kW CO2激光器在5Cr21Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响,发现稀土氧化物CeO2能加速碳化钨颗粒的溶解,促使钨与铬形成金属间化合物;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著翁于1Cr18Ni9Ti不锈钢;且含0．5％CeO2（质量分数）的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含1．5％CeO2（质量分数）和不含CeO2的激光熔覆层都要强。     

CeO_2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用 5kWCO2 激光器在 5Cr2 1Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2 量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2 对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响 ,发现稀土氧化物CeO2 能加速碳化钨颗粒的溶解 ,促使钨与铬形成金属间化合物 ;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著优于 1Cr18Ni9Ti不锈钢 ;且含 0 5 %CeO2 (质量分数 )的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含 1 5 %CeO2 (质量分数 )和不含CeO2 的激光熔覆层都要强     

激光堆焊镍基碳化钨梯度焊层及耐磨机理分析

首次提出用同轴同步送粉的激光堆焊方法在Q235钢基体表面制备工程厚度的WC梯度焊层。研制出可连续进行梯度焊层堆焊的激光枪，并分析了梯度焊层组织的特点、硬度的变化、基材熔深的控制。结果表明，精细控制送粉过程可以实现对熔深的控制，调整界面的成分。粉末成分的梯度变化使焊层的硬度、耐磨性、WC颗粒的分布呈梯度变化，获得以原始态WC颗粒为主的焊层。     

套磨铣工具强化材料的组织与耐磨性能

采用WC -TiC -TaC -Co金属陶瓷与CuZnNi合金 ,研制出一种具有高耐磨性和良好抗冲击性能的复合耐磨堆焊材料。运用SEM、TEM、摩擦磨损试验及实际工程应用对堆焊材料的组织性能进行了分析。研究结果表明 ,堆焊层基体由α和 β相组成 ,金属陶瓷在基体中均匀分布。金属陶瓷与Cu基合金通过扩散机制形成界面 ,界面上存在高密度位错与层错。堆焊层耐磨性随着金属陶瓷含量的增加而增加 ,当金属陶瓷含量为6 0 %～ 6 5 %时 ,堆焊层具有最佳的耐磨性。基体的磨损表现为显微切削与犁沟 ,金属陶瓷的磨损主要是界面处碳化物的脆断与脱落。实际工程应用证明研究的耐磨堆焊材料能显著提高套磨铣工具使用寿命 ,具有显著的经济效益和社会效益。     

铜合金表面激光熔覆Ni/WC增强Co基涂层组织研究

采用Nd:YAG激光加工系统,在Cu合金上预置粉末激光熔覆了Ni/WC增强Co基复合涂层。利用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪等研究了激光熔覆复合涂层组织、增强体颗粒/Co基合金界面结构和WC溶解行为。结果表明,在Cu合金表面以Ni基合金打底过渡,Ni/WC增强Co基复合层、中间过渡层及铜合金基体形成良好冶金结合。随Ni/WC含量的增加,复合涂层中颗粒相明显增加。涂层中WC基本保持原有多角形态,由于Co基合金熔体的浸润,WC被合金化层包裹。当WC含量增加至40wt%,复合涂层中形成了气孔和裂纹,部分WC分解形成Co3W3C,使熔覆层应力增大而出现裂纹。     

文摘辑要

正含WC镍基药芯焊丝MIG堆焊层的组织与性能用MIG堆焊的方法,在Q235上制备WC颗粒增强镍基耐磨堆焊层,利用OM、SEM、XRD等方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,对堆焊层的硬度和耐磨性进行了测试分析。结果表明:堆焊层的基体组织为Ni基固溶体,其上分布着Ni 3B、Ni3 Si等硬质相,这些硬质相与未熔WC颗粒构成了耐磨相,起到减摩耐磨的作用,镍基基体起到支撑作用,使得堆焊层具有良好的耐磨性。WC含量一定时,随着热输入的增大,WC颗粒的溶解使得堆焊层的硬度     

激光熔覆金属陶瓷技术研究概况

从激光熔覆金属陶瓷技术的工艺方法以及金属陶瓷复合层中硬质陶瓷相、粘结金属类型的选择３个方面综述了激光熔覆金属陶瓷技术的发展概况。     

激光熔覆微纳米WC颗粒增强镍基金属陶瓷涂层的裂纹研究

采用激光熔覆技术在45钢表面制备了微纳米WC颗粒增强镍基金属陶瓷涂层,研究了不同含量WC颗粒涂层的开裂行为。结果表明:当涂层中加入的WC含量分数不超过20%时,涂层具有较好的韧性,采用合适的激光熔覆工艺可以制备出无裂纹的Ni基金属陶瓷涂层。当涂层中WC质量超过30%时,涂层脆性增加,且其开裂敏感性随WC含量的增加而增加。涂层内的裂纹主要有萌生于涂层表层的粗大裂纹及萌生于气孔的内部微裂纹等。涂层中的微裂纹扩展机制主要为颗粒与基体间的界面脱粘以及基体金属的韧性开裂。涂层中未出现微米级颗粒增强金属陶瓷常见的颗粒开裂现象。     

氩弧熔覆工艺参数对Ni60+WC系熔覆层组织和耐磨性的影响

用自行设计的半自动氩弧熔覆设备熔覆Ni60 WC系合金涂层，研究了工艺参数对熔覆合金层的组织和耐磨性的影响。结果表明，增大电流和降低熔覆速度，会使熔覆层组织粗化，耐磨性降低。     

高速钢激光熔覆Ni基WC条纹表面的磨损特性

在高速钢试件表面采用激光熔覆制备Ni基WC条纹,研究了试件的显微组织和显微硬度。分别对高速钢试件和Ni基WC熔覆条纹试件进行了摩擦磨损试验,并通过扫描电镜观察了磨损表面的形貌。结果表明:与高速钢试件相比,Ni基WC熔覆条纹试件的磨损量降低。Ni基WC熔覆条纹表面以磨粒磨损机理为主。WC硬质颗粒的弥散强化、熔覆条纹的散热作用以及熔覆条纹与间隔材料之间的软硬交替作用,有助于改善高速钢Ni基WC熔覆条纹试件表面的耐磨性。     

药芯焊丝形成WC增强铁基耐磨堆焊层研究

采用药芯焊丝技术在钢表面形成金属基陶瓷耐磨堆焊层.通过药芯焊丝配方的设计,结合TIG焊接方法,对堆焊层的耐磨性进行了研究.结果表明,堆焊层中WC颗粒与基体形成良好的阴影保护效应,WC颗粒对基体进行保护,同时基体对WC颗粒进行有效的支撑.在相同的磨料磨损条件下,大颗粒WC堆焊层具有较好的耐磨性.同时,采用大颗粒WC的药芯焊丝焊接工艺性优异.     

含WC镍基药芯焊丝MIG堆焊层的组织与性能

用MIG堆焊的方法,在Q235上制备WC颗粒增强镍基耐磨堆焊层,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,对堆焊层的硬度和耐磨性进行了测试分析。结果表明:堆焊层的基体组织为Ni基固溶体,其上分布着Ni3B、Ni3Si等硬质相,这些硬质相与未熔WC颗粒构成了耐磨相,起到减磨耐磨的作用,镍基基体起到支撑作用,使得堆焊层具有良好的耐磨性。WC含量一定时,随着热输入的增大,WC颗粒的溶解使得堆焊层的硬度从45HRC降低至35.6HRC;随着WC含量的增加,堆焊层中WC硬质相的体积分数增多,使其抗磨粒磨损性能较Ni-B-Si基体从7.83倍提高至8.7倍。