激光熔覆耐磨复合涂层的研究现状

对激光熔覆复合耐磨涂层的摩擦学行为和磨损机制进行了综述，分析了不同工况条件下复合涂怪磨损机制的转化及其控制因素。     

金属表面环氧/聚氨酯梯度耐磨涂层的制备

介绍了环氧/聚氨酯梯度功能材料的制备方法.通过扫描电镜观察和力学性能检测显示,其微观结构随环氧和聚氨酯在涂层中含量的变化而呈梯度变化.     

激光直接沉积制备Mo-Ni-ZrO_2高温耐磨复合合金梯度涂层

设计30wt%~70wt%不同Mo含量的Mo-Ni混合粉末,通过添加少量ZrO2形成梯度复合合金粉末,采用激光直接沉积技术在3Cr2W8V钢板上制备Mo-Ni-ZrO2高温耐磨复合合金梯度涂层。利用金相显微镜、显微硬度计、SEM、能谱仪及XRD等对制备梯度涂层的组织结构、裂纹与气孔消除、相组成及其硬度等进行了研究。结果表明:在Mo-Ni系复合合金梯度涂层中,由于Mo在激光作用下易氧化为MoO_3,MoO_3受热易挥发,在熔池中未能及时逸出,因此,涂层在50wt%Mo梯度层处开始出现裂纹和气孔,其显微硬度平均值为287.29;在Mo-Ni-ZrO2系梯度涂层中,添加ZrO2后,50wt%Mo梯度层处的裂纹和气孔明显减少,该涂层中主相为MoNi及强化相Mo1.24Ni0.76、Ni3Zr,还有少量MoO_3,其显微硬度平均值为477;ZrO2具有良好的消除Mo-Ni高温复合合金梯度涂层裂纹气孔缺陷与增强梯度涂层硬度的作用。     

钛合金表面耐磨涂层的研究现状及应用

耐磨性差是影响钛合金在航空航天领域广泛应用的因素之一,因此改善耐磨性成为钛合金改性研究的一个主要方向.系统地介绍了高硬度耐磨涂层、自润滑减摩涂层和耐磨复合涂层的研究及应用现状,并分类总结了钛合金耐磨涂层的组织结构及耐磨机理.分析结果表明:涂层中含有高硬度难熔耐磨相颗粒有助于提高表面耐磨性;含有硫化物等组分的涂层以自润滑减摩方式可减少磨损量;同时具有高硬度和低摩擦系数的复合涂层兼具上述两种性质,是钛合金耐磨涂层的发展方向之一.最后探讨了开发高性能耐磨表面涂层的相关问题.     

有机硅耐磨涂层的制备及性能研究

制备厚度在０．８～１．７μｍ的有机硅耐磨涂层可以显著地提高光学塑料表面的耐擦伤强度，而对其透光率等性能没有不良影响，对ＰＣ和ＰＳ等光学树脂还有增透作用。涂于ＪＤ树脂上的涂层铅笔硬度可达５～６Ｈ，涂层与各种基材的粘接性能优良，表面均一平整。     

钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验.利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度.结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层.熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合.由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征.     

激光熔覆沉积钛基复合材料的组织及性能

通过在激光熔覆沉积过程中向熔池内送入一定比例纯Ti粉和B4C颗粒，直接制备出钛基复合材料，分析了所制备材料的微观组织、相组成及性能。结果表明，在激光熔覆沉积过程中，Ti粉和B4C颗粒发生原位反应，生成与基体界面结合良好的TiC和TiB增强相，TiC为短棒状或颗粒状，TiB为短纤维状，复合材料中同时有大量未完全反应的B4C颗粒存在，所制备钛基复合材料的抗拉强度、硬度较激光熔覆沉积的纯钛有较大幅度的提高。     

激光重熔对电火花沉积Ni基涂层组织及耐磨性能的影响

采用激光重熔工艺对电火花沉积Ni基涂层进行重熔处理,以减少或消除电火花沉积Ni基涂层中的裂纹、孔隙和夹杂等缺陷.利用SEM、XRD和摩擦磨损试验机研究了Ni基涂层在重熔前后的组织结构及力学特性的变化.结果 表明:经过激光重熔处理后,电火花沉积Ni基涂层的组织由重熔前的枝晶组织细化为均匀分布的超细晶粒,重熔涂层上部出现纳...     

镁合金表面耐磨涂层研究进展

镁及其合金具有优异的物理及机械性能,从而在许多领域得到应用.但其不耐磨性限制了镁合金在汽车和航空工业中的应用.最简单且有效的解决办法是在镁合金表面施加耐磨涂层.综述了几种新的表面耐磨涂层技术,即激光表面改性涂层(激光表面重熔/激光表面合金化/激光表面熔敷)、表面纳米陶瓷涂层和微弧氧化陶瓷基涂层,并分析了它们的研究和应用前景.     

耐磨耐蚀Fe基激光熔覆层的组织和性能研究

目的 采用同步送粉激光熔覆技术制备兼具耐磨与耐蚀性能的Fe基熔覆层,获取熔覆层的物相组织、硬度与耐蚀性,并研究热处理对熔覆层性能的影响。方法 采用Fe-B-C-Cr-Ni-Mo-Nb-V多组元合金粉末,在304不锈钢基体上制备Fe基耐磨耐蚀熔覆层,并模拟淬火加高温回火的热处理工艺,进行熔覆层热处理试验。采用XRD、SEM表征熔覆层的物相组成和微观组织,采用显微硬度计测试熔覆层的硬度,通过极化曲线和阻抗谱对熔覆层的电化学腐蚀性能进行测试。结果 所制备的激光熔覆层同基体具有良好的冶金结合,熔覆层物相包含奥氏体g相、马氏体α''相和Cr23(C,B)6相。熔覆层的微观组织为亚共晶结构,由尺寸细小的树枝晶和枝晶间层片状共晶组织构成,热处理后还形成了大量微纳尺度的析出相。激光熔覆层的硬度相对于基体硬度提高了2.5~2.7倍,热处理后试样最高硬度达521.4HV。激光熔覆层的自腐蚀电位为−0.428 V,腐蚀电流密度为1.41×10⁻⁵ A/cm²,热处理后的熔覆层自腐蚀电位降低,腐蚀电流密度增大,阻抗值明显减小,耐蚀性降低。结论 利用激光熔覆Fe-B-C-Cr-Ni-Mo-Nb-V多组元合金粉末可制备致密、无缺陷的Fe基熔覆层,细晶强化以及大量硬质共晶组织的存在使熔覆层的硬度得到显著提升。高Cr、Ni含量保证了熔覆层具有良好的耐蚀能力,淬火加高温回火的热处理工艺使熔覆层的硬度提升,但耐蚀能力有一定程度的下降。该Fe基熔覆层在耐磨耐蚀涂层技术领域具有较好的应用前景。     

激光熔化沉积Mo/ Mo2Ni3 Si 金属硅化物合金显微组织与耐磨性

以Mo 、Ni、Si 金属粉末为原料, 利用激光熔化沉积工艺制备出以难熔金属Mo 初生树枝晶为增韧相,以三元金属硅化物Mo₂Ni₃ Si 为基体的金属硅化物耐磨合金, 在室温干滑动磨损条件下测试了合金的耐磨性能。结果表明, 初生树枝晶的体积分数随着Mo 含量的增加而增加, 而硬度却随之降低。由于金属硅化物Mo₂Ni₃ Si的高硬度和难熔金属Mo 树枝晶的高强韧性, 合金在室温干滑动磨损条件下具有良好的耐磨性能。      

16Mn钢基Ni合金激光熔覆层耐冲蚀性能研究

采用CO2连续波激光器在16Mn钢基材表面进行Ni基合金熔覆处理，采用XRD、SEM等分析了熔覆层的相组戍和微观结构，在不同的介质中研究了16Mn钢基和合金熔覆层的耐冲蚀性。研究结果表明，涂层主要由γ-Ni等组戍，枝晶组织细小均匀，涂层硬度比基体显著提高。在含有3％（质量分数）、SiO2磨粒的酸碱腐蚀溶液中，激光熔覆Ni合金涂层的16Mn钢基材的耐冲蚀性得到提高。     

Room-temperature sliding wear properties of laser melt deposited Cr13Ni5Si2/γ alloy

A wear-resistant alloy consisting of Cr₁₃Ni₅Si₂ ternary silicide dendrites and the interdendritic nickel-base solid solution (γ) was designed and fabricated by the laser melting/continuous deposition (LMCD) process. The wear resistance of Cr₁₃Ni₅Si₂/γ alloy was evaluated on an MM-200 block-on-wheel dry sliding wear tester at room temperature. Results indicate that the Cr₁₃Ni₅Si₂/γ alloy has excellent wear resistance and extremely low load-sensitivity of wear under dry sliding wear test conditions due to the high toughness and the high strength, as well as the transferred cover-layer on the worn surface of the alloy. Translated from Acta Metallurgica Sinica, 2006, 42(2): 181–185 [译自: 金属学报]     

Wear resistant carbon coatings deposited at room temperature by pulsed laser deposition method on 7075 aluminum alloy

This paper presents the results of a study on the influence of the parameters (pressure and composition of the process atmosphere) of the deposition of carbon coatings on aluminum alloy 7075 by the PLD method on their selected mechanical properties. The study correlated the sp²/sp³ ratio and the relative fraction of CH₂/CH₃ groups formed during coating deposition with the hardness distribution, adhesion, friction and wear resistance of the analyzed systems. Carbon coatings with a titanium interlayer were found to be characterized by the highest adhesion (Lc = 6.9 mN). The introduction of nitrogen at the stage of the deposition of both the interlayer and/or the final carbon layer decreased the maximum adhesion of the coating, while, in this system, the highest value of adhesion Lc was obtained in the presence of nitrogen at the stage of the deposition of both the TiN interlayer and the a:CN carbon coating (Lc = 4.6 mN).     

TA15钛合金表面原位合成TiC增强钛基激光熔覆层的组织与耐磨性EI北大核心CSCD

采用激光熔覆技术在TA15钛合金表面原位合成TiC增强钛基涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究涂层的成形质量、微观组织、物相组成、硬度和摩擦学性能。结果表明:涂层主要由β-Ti,Co_(3)Ti,CrTi_(4)和TiC等物相组成,涂层与基体形成了良好的冶金结合。涂层结合区组织是平面晶和柱状晶,中部组织是树枝晶,顶部组织是等轴晶。涂层各微区的碳化钛形貌有显著差别,其中顶部和中部区域碳化钛为粗大的树枝状和花瓣状,而结合区为针状和近球状。涂层显微硬度最大值为715HV,约是TA15显微硬度(330HV)的2.1倍;同等条件下涂层磨损量为30.14 mg,约为TA15磨损量98.11 mg的30.7%。涂层与基体的磨损机制均为磨粒磨损和黏着磨损的复合磨损模式,但涂层的磨损程度较轻。     

Mo2Ni3Si/NiSi复合材料涂层的滑动磨损行为

以Mo-Ni-Si合金粉末为原料，使用激光熔敷技术在1Crl8Ni9Ti不锈钢基材表面制备出Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层．应用OM，SEM，EDS和XRD方法分析了涂层的显微组织．Mo2Ni3Si／NiSi复合材料涂层由初生的Mo2Ni3Si三元金属硅化物树枝晶和枝晶间的Mo2Ni3Si／NiSi共晶组织组成．在常温和高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性能．在常温滑动磨损条件下，Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层的质量损失随着载荷的增加缓慢增加；在高温滑动磨损条件下，Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层的质量损失随着温度的升高缓慢下降．     

激光金属沉积成形过程热应力的数值模拟

根据有限元分析中的"单元生死"技术,利用APDL编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程热应力的三维数值模拟.模拟采用了Gauss热源模型,并引入了沿长边的平行往复扫描方式.计算结果表明,熔池区域以及试样与基板相邻区域是高热应力区,试样内部的热应力较小;试样沿厚度增加方向的热应力在沉积过程中幅值很大并且以拉伸应力为主,是导致试样产生裂缝的主要原因;沉积过程中沉积开始的位置对热应力的分布和强度影响很大,同一沉积层首道各节点热应力值几乎是末道各节点热应力值的一倍.在与模拟过程相同的条件下,实际成形试样裂缝的产生和发展规律与模拟结果相符.     

Cr13 Ni5Si2 /γ-Ni 三元金属硅化物高温耐磨复合材料

采用激光熔化/ 连续沉积工艺制备出以Cr₁₃Ni₅Si₂ 三元金属硅化物为初生相、以γ2Ni 基固溶体为连续增韧相(基体) 的三元金属硅化物耐磨复合材料(Cr₁₃Ni₅Si₂ /γ) 。在高温滑动磨损条件下测试了Cr₁₃Ni₅Si₂ /γ复合材料的耐磨性能随温度的变化规律, 并讨论了其磨损机理。结果表明, 由于Cr₁₃Ni₅Si₂ 三元金属硅化物具有原子结合力强和硬度2温度关系反常等特点, 且Cr₁₃Ni₅Si₂ /γ复合材料具有优良的强韧性配合, 以及Cr₁₃Ni₅Si₂ /γ复合材料在高温磨损过程中磨损表面能够形成转移覆盖层, Cr₁₃Ni₅Si₂ /γ材料在高温滑动磨损条件下具有非常优异的耐磨性能, 较低的磨损温度敏感性和反常的磨损2温度关系。韧性基体γ-Ni 的加入使Cr₁₃Ni₅Si₂ 三元金属硅化物在600 ℃高温下滑动耐磨性能提高了3 倍。     

Microstructure and properties of laser-clad FeNiCoCrTi0.5Nb0.5 high-entropy alloy coating

ABSTRACT

FeNiCoCrTi_0.5Nb_0.5 high-entropy alloy coating is prepared on AISI 1045 steel by laser cladding. The cross-sectional macroscopic morphology, phase, microstructure, microhardness and wear resistance are studied systematically. The results show that FeNiCoCrTi_0.5Nb_0.5 coating has no porosities, cracks or other defects and is well metallurgically bonded to the substrate. The coating is composed of body-centred cubic (BCC) solid solution, face-centred cubic (FCC) solid solution and hard Laves phase. The solid solution phase and Laves phase distribute uniformly and closely in a lamellar shape to form a fine and dense eutectic structure. The microhardness of FeNiCoCrTi_0.5Nb_0.5 coating is about three times that of the substrate. Compared with the substrate, the coating has superior wear resistance.