超高速激光熔覆Ni625/WC复合涂层的耐磨性能

目的 提高高铁制动盘用24CrNiMo铸钢的耐磨性和高温性能。方法 在24CrNiMo铸钢表面,通过超高速激光熔覆技术,制备Ni625/碳化钨（WC）复合涂层,并设计多层梯度熔覆,使得WC颗粒在涂层中呈均匀分布。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等分析涂层的物相组成、微观组织结构和元素分布。分别采用显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维形貌仪等测试涂层的硬度、室温及600℃的摩擦系数和耐磨性,分析涂层的摩擦磨损机理。通过同步热分析仪（TGA-DSC）测试涂层的抗高温氧化性能和组织的高温稳定性能。结果 涂层主要由γ-Ni固溶体、WC以及含W增强相W2C和M23C6等组成。WC分布较为均匀,涂层平均显微硬度达440HV0.2～610HV0.2,是基体硬度的1.25～1.7倍。在室温条件下,体积磨损率仅为基体24CrNiMo铸钢的4.2%～20.8%,摩擦系数略低于基体;在600℃条件下,体积磨损率为基体24CrNiMo铸钢的80.1%～180.8%,摩擦系数高于基体,且稳定性好,熔覆涂层显著提高了24CrNiMo铸钢基体的耐磨性。磨痕分析表明,涂层在室...     

激光熔覆Ni基微-纳米WC金属陶瓷涂层组织及干滑动磨损性能

在45钢表面进行添加微一纳米WC颗粒的镍基自熔粉末激光熔覆处理.得到不同Ni基WC合金涂层.对熔覆层进行显微组织观察、硬度测定以及室温千摩擦磨损试验.结果表明,纳米品WC的加入能改善涂层的耐磨性能,在本试验条件下,当添加的纳米级WC和微米级WC各为15%时.涂层耐磨性能最佳;但纯纳米晶WC增强涂层耐磨性不佳,其主要磨损破坏方式随涂层中WC晶粒尺寸变化而有所变化.     

激光熔覆Ni625/WC涂层的减振降噪和摩擦磨损性能

为了提高汽车和高铁制动盘的耐磨性和减振降噪性能,对激光熔覆Ni625和WC复合涂层的减振降噪和摩擦磨损性能进行研究,其中粉末配比和熔覆加工工艺参数方案采用均匀分布法设计。利用UMT-Tribolab摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,并分析摩擦因数的稳定性;在摩擦磨损试验的同时,利用北京东方振动噪声研究所开发的数据采集分析系统,采集并分析处理振动和噪声信号;通过白光干涉仪表征熔覆层磨损形貌及磨损量;在对摩擦磨损和振动噪声试验结果分析的基础上,建立模糊综合评价模型,并确定出最优激光熔覆工艺参数为:激光功率2 k W、进给速度600 mm/min、送粉盘转速4.5 r/min、保护气体流量15.1 L/min、送粉气体流量5.4 L/min、WC的质量占比10%。研究成果对汽车和高铁铸铁制动盘的表面改性具有重要意义。     

激光重熔改性WC/Fe等离子喷涂涂层组织及其耐磨性能

目的改善等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层的组织,增强其耐磨性能,并研究激光重熔涂层在不同温度下的耐磨性能。方法采用激光重熔技术处理等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层,利用附带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计测试和表征了等离子喷涂涂层在激光重熔前后的组织特征、物相组成及显微硬度,利用摩擦磨损试验机对激光重熔涂层在25、200、400℃下的耐磨性能进行了对比考察。结果等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层呈层状结构,经过激光重熔处理后,其片层状结构和孔隙等缺陷基本消失,且激光熔覆区的顶部组织为等轴晶和细小枝晶,熔覆区的底部组织为胞状晶,涂层与基体结合带区的组织为粗大的树枝晶,涂层与基体形成了冶金结合。激光重熔涂层中的WC、W_2C、M_(23)C_6及Ni_6BSi_2等高硬度化合物的弥散强化作用,使得激光重熔涂层的显微硬度约为原等离子喷涂涂层的2倍。激光重熔涂层在25℃下的磨损亚表层最完好,在400℃时出现了微裂纹。结论重熔能消除等离子喷涂涂层的各种缺陷,得到组织致密的涂层。重熔涂层在不同温度下表现出不同的磨损机理,在25℃下表现出最好的耐磨性能。     

WC含量对激光熔覆NiCrBSi-WC复合涂层显微结构及力学性能的影响

目的 为盾构、勘探及采矿等高载荷严苛磨损条件下的构件表面防护提供一种新的涂层方法。方法 以激光熔覆技术为手段,在NiCrBSi粉末中混入30%~80%（体积分数）的球形WC颗粒,用以制备NiCrBSi-WC复合涂层。研究了WC颗粒含量对涂层显微组织形成、硬度、断裂韧性和耐磨性的影响规律。采用SEM分析了涂层的显微组织;通过显微维氏硬度计测试涂层的硬度;通过压痕法测试涂层的断裂韧性;采用磨粒磨损试验表征涂层的耐磨性。结果 当WC颗粒体积分数低于60%时,熔融金属的黏度较低,密度更大的WC颗粒会沉淀,导致涂层表层的WC颗粒含量较低;当WC颗粒体积分数介于60%~80%时,WC颗粒在涂层内均匀分布,涂层内无气孔及裂纹等缺陷。当WC颗粒体积分数达到80%时,熔体黏度过大,使气体难以及时逸出,在涂层内形成大量气孔。随着WC体积分数由30%上升到80%时,涂层的平均硬度由67HRC提高到85HRC。涂层的断裂韧性随WC含量的提高,出现先升高后下降的反常现象。60%WC含量的复合涂层表现出最佳的耐磨性,比滚刀常用材料H13钢提高约9倍。结论 采用常规激光熔覆技术时,添加40%~60%范围内的硬质陶瓷颗粒,可获得硬质颗粒分布均匀且耐磨性与抗冲击性能优异的复合涂层。     

60Si2Mn钢表面激光熔覆铁基涂层的组织及耐磨性研究

目的 提高60Si2Mn钢的表面耐磨损性能。方法 采用同步送粉方式在60Si2Mn钢表面进行激光熔覆X₁、X₂ 2种铁基粉末。通过金相显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪,观察和分析熔覆层的显微组织、化学元素分布及相组成,采用显微硬度仪、多功能摩擦磨损试验机进行硬度、耐磨损性能测试。结果 2种熔覆层均无裂纹、气孔等缺陷,涂层内部存在大量树枝晶、等轴晶和少量沿基材表面生长的平面晶,其中X₁熔覆层的顶部区域等轴晶数量较多,组织更细小均匀。2种熔覆层均由相同物相(α-Fe)固溶体组成,未出现明显的其他物相的衍射峰。基体60Si2Mn钢平均硬度约为300HV,X₁熔覆层的硬度为950～1 000HV,平均硬度为975HV。X₂熔覆层的硬度为784～821HV,平均硬度为803HV。经过球-盘磨损试验后,X₁、X₂熔覆层以及基体的体积磨损率分别为1.32×10^-4、1.94×10^-4、3.29×10<...     

热处理对激光熔覆Ni基合金层组织耐磨性的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针、显微硬度计和洛氏硬度计研究了45钢激光熔覆Ni基合金及后续热处理后的组织结构、显微硬度、洛氏硬度和耐磨损性能。结果表明：Ni基合金激光熔覆层的洛氏硬度高达43HRC，热处理又进一步使熔覆层的硬度提高到56HRC。组织细化、Cr1.65Fe0.35B0.96和Cr2B3硬质相的析出是熔覆层硬度和耐磨性提高的原因。     

Microstructure and Wear Resistance of Laser Cladded Co-based Superalloy Coating

Co-based superalloy coating was prepared on the stainless steel surface by laser cladding.The microstructure,phase constitutes and worn surface morphology of the coating were characterized by optical microscope,scanning electron microscope(SEM)with energy dispersive spectrum(EDS)and X-ray diffraction(XRD).The ambient temperature sliding friction and wear property of the coating was also tested.The experiments results showed that:the microstructures of the Co-based superalloy coating are"cellular crystal-coarse dendrite-tiny dendrite"in turn from bottom to surface,which consists ofγ-Co solid solution,Fe2Mo and Co7Mo6.The average micro-hardness of the laser cladding is 632 HV,which is 2 times higher than that of 304 stainless steel matrix.The ambient temperature sliding friction and wear property of the laser cladding is about 1～1.5 times in contrast to that of 304 stainless steel matrix.The better wear resistance of the coating is contributed to solution strengthening of Mo,as well as dispersion strengthening of Fe2Mo and Co7Mo6 hard phases.The failure mechanisms of the coating are pitting fatigue abrasion and grain-abrasion.     

激光熔覆纳米La2O3添加镍基合金涂层的耐磨与显微组织研究

本研究以激光工艺制备了添加纳米La2O3初料的镍基涂层。激光熔覆之前,高能球磨机充分混合的Ni60A和La2O3粉床预置于基体30CrMnSiNi2A表面。La偏聚于枝晶间从而限制了二次枝晶的成长和熟化。显微组织得到了细化。由于更高的La富集,涂层上表面显微组织细化更为显著,这一现象的上述解释得到EPMA结果佐证。同时EPMA结果说明Fe稀释会造成涂层硬度降低。熔覆涂层经过RE显微组织细化和净化,硬度、耐磨性均相对基体金属显著提升,而涂层中裂纹和孔隙均未出现。Ni60A-La涂层的摩擦系数曲线COF明显低于基体和Ni60A涂层,Ni60A-La磨擦体积损失率分别少于基体和Ni60A涂层数值的1/10和1/5,显微硬度值是基体4倍。     

添加WC对镍基合金激光熔敷层硬度及腐蚀磨损行为的影响

探讨了添加ＷＣ的镍基合金Ｇ１１２激光熔敷层的性能，结果表明，添加２０％ＷＣ的激光熔敷层的硬度ＨＶ０．２比末添加的提高近一倍，在酸性介质中的耐蚀性有所降低，但腐蚀磨损性能却得到大改善，其腐蚀磨损机制在低冲击速度下，由犁削磨损，坑穴腐蚀及应力腐蚀变为犁削磨损为主，在高冲击速度下，两者的腐蚀磨损机制趋于一致，均为犁削磨损为主，伴以抗穴腐蚀及应力腐蚀。     

不同基面角度对激光熔覆Ni25/WC涂层耐磨性的影响

目的 为实现模具曲面或斜面区域修复,研究不同基面角度对激光熔覆Ni25/WC涂层形貌和耐磨性的影响。方法 采用激光熔覆技术在不同角度的基体表面制备了Ni25/WC修复涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计、扫描电镜(SEM)和摩擦磨损试验机,分析和研究了不同角度对涂层截面形貌、物相组成、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响及机理。结果 熔覆过程中,基体表面为90°时,在重力作用下,粉末流向下偏移,部分粉末无法进入熔池,使得单道涂层厚度降低,熔池内的金属熔液受重力影响向下滑落,激光熔覆快速凝固的特点使得熔液在滑落前凝固,导致涂层形心向下侧偏移。在重力、运载气体及空气阻力的作用下,混合粉末中密度更大的WC颗粒向下偏移量更大,未进入熔池的大尺寸的WC颗粒更多,使得涂层中WC颗粒含量降低。WC颗粒含量影响涂层的磨损形式,0°涂层主要磨损形式为犁削作用和黏着磨损,90°涂层主要发生了磨粒磨损。结论 不同角度单道涂层的截面形状和厚度不同,0°涂层呈现两侧较为对称的半圆或半椭圆,涂层厚度更大,90°涂层的形心随重力向下侧偏移,涂层厚度明显减小;涂层的物相种类相同,均由FeNi3、Ni2B及WC等相组成;0°涂层显微硬度平均值为446.67HV0.2,90°涂层显微硬度平均值为456.13HV0.2。0°涂层磨损率为0.002 6 mg/m,90°涂层磨损率为0.008 mg/m,0°涂层耐磨性优于90°涂层,磨损机制不同是耐磨性产生差异的主要原因。     

The Dry Sliding Wear Behavior of HVOF-Sprayed WC: Metal Composite Coatings

WC-based cermet coatings containing various metallic binders such as Ni, Co, and Cr are known for their superior tribological properties, particularly abrasion resistance and enhanced surface hardness. Consequently, these systems are considered as replacements for traditional hard chrome coatings in critical aircraft components such as landing gear. The purpose of this investigation was to conduct a comparative study on the dry sliding wear behavior of three WC-based cermet coatings (WC-12Ni, WC-20Cr₂C₃-7Ni, and WC-10Co-4Cr), when deposited on carbon steel substrates. Ball on disk wear tests were performed on the coatings using a CSEM Tribometer (pin-on-disk) with a 6-mm ruby ball at 20 N applied load, 0.2 m/s sliding velocity, and sliding distances up to 2000 m. Analysis of both the coating wear track and worn ruby ball was performed using optical microscopy and an Alphastep-250 profilometer. The results of the study revealed both wear of the ruby ball and coated disks allowed for a comparison of both the ball wear and coating wear for the systems considered. Generally, the use of Co and Cr as a binder significantly improved the sliding wear resistance of the coating compared to Ni and/or Cr₂C₃.     

激光熔覆微-纳米WC复合涂层的干摩擦磨损性能

以微米和纳米12%Co-WC颗粒为增强相,自熔合金粉末Ni60B为粘结剂,采用激光熔覆的方法在45钢表面制备出微-纳米WC增强Ni基合金复合涂层;在MM200磨损试验机上与硬质合金磨轮进行了不同载荷和距离的干磨损试验.并利用SEM、TEM、X-射线、显微硬度计等手段分析熔覆涂层在磨损前和磨损后的显微组织和硬度,研究了各涂层在此干摩擦条件下的磨损机理.结果表明,纳米晶WC的加入能改善涂层的耐磨性能,当纳米级WC和微米级WC各为15%时,涂层耐磨性能最佳,但纯纳米晶WC增强涂层耐磨性不佳,其主要磨损破坏方式随涂层中WC晶粒尺寸变化而有所变化.     

WC与TiC复合增强镍基涂层的组织和性能

利用等离子熔覆技术制备Ni基涂层,用直接加入的WC和原位合成的TiC复合增强,分析原料体系中(Ti+C)和WC的含量变化对涂层物相组成、微观组织、显微硬度和滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明:WC在熔池中溶解,分解出W和C,W扩散进入原位生成的TiC中,形成(Ti,W) C固溶体,W的扩散不充分使(Ti,W) C呈现核壳结构。随原料中(Ti+C)含量的增多(0～20%)和WC相应含量的减少(40%～20%),WC溶解程度增大,(Ti,W) C颗粒形貌由八面体转变为椭圆形;(Ti,W) C生成量的增多使涂层上部硬度提高,WC聚集沉底现象的减弱使涂层下部硬度下降,与基材Q235之间形成较平稳的硬度梯度。涂层耐磨损性能显著优于基材,当(Ti+C)和WC的含量分别为10%和30%时,涂层的磨损体积为基材的8.33%。     

激光熔覆Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层组织与耐磨性

以39Mo-35Ni-26Si(w％)合金粉末为原料，采用激光熔覆技术，在1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面翩得以Mo2Ni3Si金属硅化物为初生相，以Mo2Ni3Si／NiSi共晶相为基体的金属硅化物耐磨复合材料涂层。涂层的常温干滑动磨损试验结果表明，在磨损过程中，Mo2Ni3Si／NiSi共晶相轻微地优先磨损，Mo2Ni3Si金属硅化物微微凸出于磨损表面，起到抗磨的骨干作用。由于Mo2Ni3Si金属硅化物具有很高的硬度和很强的原子间键合力，在磨损过程中难于变形和粘着，激光熔覆Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层具有优异的耐磨性，与1Cr18Ni9Ti标样相比，涂层的耐磨性提高了56倍。     

激光熔覆Ni/SiC金属陶瓷涂层组织与耐磨性能

采用激光熔覆技术,在45钢表面对不同含量SiC（质量分数）陶瓷粉末镍基自熔性粉末进行激光熔覆,得到Ni基SiC合金涂层。对熔覆层横断面进行了显微硬度测量和显微组织分析,对各种SiC含量的熔覆层试样进行了摩擦磨损试验。结果表明,添加SiC的镍基合金涂层能够提高熔覆层的耐磨性和硬度。     

激光熔覆纳米贝氏体涂层的组织与性能

采用高功率CO2激光熔覆铁基合金粉末,获得了无裂纹、稀释率低、成形良好的熔覆涂层。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对熔覆层的显微组织进行了观察与分析,通过硬度测试与拉伸试验考察了涂层的力学性能。结果显示:熔覆层为纳米贝氏体与残余奥氏体的复合组织,均匀分布的贝氏体铁素体板条厚度为50～80 nm,贝氏体板条间为厚度10～30 nm更为细小的残余奥氏体薄膜;熔覆层平均硬度为610 HV,熔覆涂层的抗拉强度为1 280 MPa,延伸率为6.41%,拉伸断口形貌为韧窝断口。     

Ni基WC复合喷涂层的超塑性扩散焊接及耐磨性

研究了在５ＣｒＭｎＭｏ钢基材上用氧－乙炔火焰喷涂Ｎｉ基ＷＣ复合涂层的超塑性以及ＷＣ含量对超塑性扩散焊接涂层耐磨性能的影响。结果表明,通过超塑变形使得喷涂孔洞大量焊合,同时涂层与基材产生冶金结合。超塑性扩散焊接涂层具有优异的耐磨性能。     

钛合金表面激光熔敷Ti2Ni3Si/NiTi耐磨涂层组织与耐磨性能

以Ti-50Ni-10Si合金粉末为原料，利用激光熔敷技术在钛合金BT9基材表面制得由Ti2Ni3Si初生树枝晶和枝晶间Ti2Ni3Si／NiTi共晶组织组成的耐磨材料涂层，研究了涂层的显微组织及室温耐磨性能。结果表明，该涂层在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能和良好的载荷特性。     

碳化钨含量对钴基碳化钨复合喷熔层耐磨性的影响

为提高20钢的耐磨料磨损性能,利用氧一乙炔火焰喷涂的方法制备了不同WC含量的钴基WC复合喷熔层。显微组织分析表明,复合喷熔层与基体结合良好,喷熔层内WC颗粒分布均匀。磨损试验结果表明,钴基WC复合喷熔层具有优异的耐磨性能,随WC含量的增加,喷熔层耐磨性能增强。