WC粒度对WC-10Co-4Cr涂层磨粒磨损性能的影响

为了弄清WC粒度对WC-10Co-4Cr涂层磨粒磨损性能的影响,以超音速火焰喷涂(HVOF)技术,采用2种WC粒度的WC-10Co-4Cr合金粉末在300M钢表面制备了涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计等对2种粉末及其涂层的本征性能进行了测定及分析,通过橡胶轮磨粒磨损试验研究了WC粒度对涂层磨粒磨损性能的影响。结果表明:粉末及涂层的WC相分解率对WC-10Co-4Cr涂层的磨粒磨损性能影响较为显著,而WC粒度对WC相分解率的影响较为显著,所以,WC-10Co-4Cr颗粒中WC粒度对涂层的磨粒磨损性能影响较为显著;粒度较大的A粉末及涂层的WC相分解率分别为2.74%和14.45%,WC粒度较小的B粉末及涂层的WC相分解率分别为4.12%和19.86%;WC-10Co-4Cr颗粒中WC粒度对2种涂层的显微硬度影响不大,A涂层和B涂层的显微硬度分别为1 167 HV和1 218 HV;磨粒磨损30 min后,A涂层和B涂层的磨粒磨损失重量分别为116 mg和147 mg,WC粒度较大的WC-10Co-4Cr粉末制备的WC-10Co-4Cr涂层的磨粒磨损性能较好。     

超音速等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层的力学性能及冲蚀磨损失效分析

为改善水轮机表面的抗冲蚀磨损性能,采用超音速等离子喷涂微米WC-10Co4Cr粉末制备碳化物金属陶瓷涂层。对涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度、抗冲蚀性能进行了测试,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,并探讨了涂层在含沙水流中的冲蚀磨损失效机制。结果表明:获得的WC-10Co4Cr涂层的孔隙率为0.5%,平均显微硬度达1 226HV0.2,结合强度为70MPa,涂层的抗冲蚀磨损性能是基体的2.46倍,可有效提高基体的抗冲蚀性能,在含沙水流作用下的冲蚀磨损失效以犁削和剥落磨损为主。     

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.     

WC-10Co-4Cr涂层在不同温度酸与NaCl溶液中的耐腐蚀性能

为提高1Cr18Ni9Ti不锈钢在NaCl和酸溶液环境中的耐磨损性能,利用等离子喷涂制备两种晶粒WC-10Co-4Cr涂层,研究其在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液与酸溶液(pH=5.0)中的耐腐蚀性能。结果表明:涂层中含有WC,W_2C,W以及η相(Co_xW_xC)。两种涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位均高于1Cr18Ni9Ti基体的腐蚀电位。在不同温度酸溶液(pH=5.0)中,纳米WC-10Co-4Cr涂层的电位差随温度的变化最小。涂层在NaCl和酸溶液中腐蚀机制分别为:WC-10Co-4Cr涂层表面吸附氧粒子与涂层中的Co和WC在3.5%NaCl溶液中形成电偶;在酸溶液中(pH=5.0),涂层中的Co溶解形成Co²⁺离子,和WC相直接形成电偶腐蚀,导致涂层表面出现孤立的WC颗粒。     

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...     

超细粉末低温超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层及其干摩擦磨损性能

为了进一步提高超细粉末WC喷涂层的性能,以5~15μm的超细WC-10Co-4Cr粉末为材料,分别采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)和超音速火焰喷涂(HVOF)技术在316L不锈钢表面制备WC涂层。通过聚焦离子束(Focused ion beam,FIB)对WC-10Co-4Cr粒子剖面形貌进行了原位切割并分析,利用SEM形貌、EDS谱和摩擦磨损试验对涂层的显微结构和干摩擦磨损性能进行了表征。结果表明:HVOF的高焰流温度使超细WC-10Co-4Cr粉末的粘结相充分熔融,WC硬质相溶于粘结相或发生脱碳,形成Cox(WC)y脆性相和W2C相,另外因Cr较低的表面张力使涂层内界面存在富Cr带,而LT-HVOF涂层没有富Cr带;LT-HVOF涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.632 2,1.560×10-5mm3/(N·m),均低于HVOF涂层;2种WC涂层的磨损形式均以磨粒磨损为主,HVOF涂层中的富Cr带在载荷作用下形成裂纹并易于沿其扩展,造成涂层较大块剥落,降低了WC涂层的耐磨性能。     

CeO2改性多尺度WC-CoCr涂层组织结构及空蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂技术，制备多尺度WC-10Co4Cr涂层和纳米CeO₂改性涂层。研究添加纳米CeO₂对多尺度WC-10Co4Cr涂层组织结构、力学性能的影响。并采用超声振动空蚀装置研究淡水介质中涂层的空蚀行为和机理。研究表明，改性涂层和未改性涂层物相均主要由WC相和非晶CoCr组成，没有产生明显的脱碳相。纳米CeO₂改性多尺度WC-10Co4Cr涂层具有更低孔隙率(0.25%),但涂层显微硬度(1 134 HV_0.3)只有多尺度WC-10Co4Cr涂层的83%。同时其开裂韧性(5.27 MPa·m^1/2)相对于多尺度WC-10Co4Cr涂层降低了4%。纳米CeO₂的添加削弱了涂层在淡水介质的抗空蚀性能，其抗空蚀性能只达到多尺度WC-10Co4Cr涂层的61%。纳米CeO₂的添加降低了多尺度WC-10Co4Cr涂层的孔隙率，但同时削弱了涂层的力学性能，由此降低了涂层的抗空蚀性能。     

非标准齿形超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr层的均匀性分析

异形面或非常复杂的曲面上的涂层的均匀性对其性能和使用寿命影响很大,而目前此类研究非常少.采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在6061铝非标准齿形件表面制备了WC-10Co4Cr涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜和显微硬度计测试分析了涂层的微观组织、厚度分布和硬度分布,并探讨了齿形参数对涂层均匀性的影响.结果表明:所得涂层致密,与基体之间结合良好,但厚度和硬度分布不均匀;齿槽底涂层厚度偏大,硬度最低,齿顶位置涂层硬度最高,啮合面涂层硬度介于二者之间;全齿高h对齿槽底和齿顶处涂层的厚度和硬度均匀性影响不大,但h增大会导致啮合面涂层沉积厚度大幅降低,硬度略微降低;根据提出的简化齿形喷涂参数可以预测热喷涂齿形工件获得均匀涂层的可能性.     

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.     

喷涂轨迹对齿柱表面耐磨涂层沉积均匀性的影响

设计和采用不同的喷涂轨迹,通过超音速火焰喷涂技术在铝齿柱表面制备了WC-10Co4Cr涂层,利用金相显微镜(OM)、SEM和显微硬度测试等进行了涂层的微观组织观测和厚度、硬度均匀性分析。结果表明:涂层致密,与基体结合非常好。涂层厚度和硬度分布不均匀,齿槽底沉积率高,厚度偏大,啮合面和齿顶位置厚度在160～210μm之间,数值分散性较小,齿槽底涂层硬度低,HV0.3≈700～800,啮合面和齿顶位置涂层硬度高,HV0.3在1150～1300范围内。齿形件的喷涂轨迹参数2 H影响齿顶面、啮合面和齿槽等不同位置的喷涂角度和沉积环境,导致涂层形貌、沉积率和硬度均有差别。2 H=55mm时,不同齿形位置的涂层厚度和硬度分布更均匀,但齿槽底涂层存在孔隙,硬度偏低。     

Characterization of mechanical properties of FeCrBSiMnNbY metallic glass coatings

This article investigates mechanical characteristics of Fe-based metallic glass coatings. A series of the coatings were fabricated by conventional wire-arc spray process. The microstructure of the coating was characterized by means of X-ray diffraction, scanning election microscopy equipped with energy dispersive X-ray analysis, transmission electron microscopy, and differential scanning calorimeter. The coating is very dense smooth, adhering well and with no cracking. The microstructure of the coating consists of amorphous phase and α(Fe,Cr) nanocrystalline phase. The nanocrystalline grains with a size of 30 to 60 nm are homogenously dispersed in the amorphous phase matrix. The crystallization temperature of the amorphous phase is about 545 °C. The mechanical properties, such as porosity, adhesive strength, microhardness, elastic modulus, and abrasive wear resistance, were analyzed in detail. The experimental results indicate that the coating has high microhardness (15.74 GPa), high elastic modulus (216.97 GPa), and low porosity (1.7%). The average adhesive strength value of the coating is 53.6 MPa. The relationship between abrasive wear behavior and structure of the coating is discussed. The relatively wear resistance of metallic glass coating is about 7 and 2.3 times higher than that of AISI 1045 steel and 3Cr13 martensite stainless steel coating, respectively. The main failure mechanism of metallic glass coating is brittle failure and fracture. The Fe-based metallic glass coating has excellent wear resistance.     

CoCuFeNiTi高熵合金涂层的制备和性能研究

采用激光熔覆技术在40 Cr钢基材表面制备CoCuFeNiTi高熵合金涂层,使用SEM、XRD和EDS等手段分析涂层的显微组织和相组成,研究了涂层的制备工艺、显微硬度、耐磨损和耐腐蚀性能。结果表明：在激光功率为700 W、扫描速度为6 mm/s条件下制备的CoCuFeNiTi高熵合金涂层表面质量较好,涂层与基体之间形成了良好的冶金结合;这种涂层由FCC相、少量的Cu₄Ti相和微纳级富Cu析出相构成,具有典型的树枝晶显微组织,Cu元素在枝晶间偏聚并形成微纳级富Cu析出相;涂层的显微硬度约为438.83HV,是基体的1.7倍;涂层的磨损质量损失约为基体的1/2,表明这种涂层具有更高的耐磨损性能。涂层的磨损,以黏着磨损为主伴有一定程度的磨粒磨损;这种涂层在pH=4的酸性溶液和3.5%NaCl溶液中的耐蚀性均优于基体。     

Microstructural and tribological characterization of plasma- and gas-nitrided 2Cr13 steel in vacuum

Plasma- and gas-nitrided 2Cr13 samples were characterized using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and microhardness testing techniques. Nitrogen concentration profiles in the cross-sections of the nitrided samples were obtained by glow discharge optical spectroscopy (GDOS). Residual stress profiles along depth of the nitrided samples were measured using an X-ray stress tester. The tribological behaviour of the plasma- and the gas-nitrided samples in vacuum was investigated in order to analyse the effect of nitriding on wear resistance of the 2Cr13 steel. The results show the tribological properties of the 2Cr13 steel in vacuum are improved considerably by plasma nitriding and gas nitriding resulted from microstructure modification and surface hardening during nitriding. The plasma-nitrided samples have better wear resistance than the gas-nitrided samples under 30 N, while the gas-nitrided samples have higher wear resistance under 90 N. With increasing normal load from 30 N to 90 N, the wear mechanism shows a transition from mild adhesive and abrasive wear to severe adhesive or even delamination wear. The plasma-nitrided sample has thicker compound layer than the gas-nitrided sample, resulting that it exhibits more intensive delamination under high load of 90 N.     

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。     

Synthesis and Characterization of Cr-ZrO2 Composite Coating Formed by DC and Pulse Electrodeposition

Chromium–zirconia (Cr-ZrO₂) composite coatings were developed on low-carbon steel substrate by direct current (DC) and pulse electrodeposition (PED) technique with different pulse frequency and duty cycles to enhance mechanical properties of the coating. The phases and morphology of the coating were studied with scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques. Surface mechanical properties were analyzed by micro-hardness and ball-on-plate wear study. It was found that pulsing and higher pulse frequencies refine the matrix and increase the ZrO₂ content in the coating. Apart from fine structure and dispersion, crystallographic orientation of Cr matrix also gives its effect on hardness and wear properties. Wear mechanism was found to be mainly abrasive in nature with little adhesive inclination in case of DC deposition.     

N_2流量对车用钢表面磁控溅射CrTiAlN涂层性能的影响

目前,关于N_2流量对磁控溅射CrTiAlN涂层性能影响的研究不多。在SDC99冷作模具钢表面以不同N_2流量条件磁控溅射CrTiAlN涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、显微镜和摩擦磨损试验分析涂层性能。结果表明:随着N_2流量的降低,涂层中Cr元素含量也随之下降,而N元素含量则逐渐增大,CrN(211)晶面的衍射峰缓慢增加,而CrN(200)衍射峰明显增加;CrTiAlN涂层硬度较基材提高约25%,随N_2流量降低,涂层的硬度逐渐增大;在60 m L/min的N_2流量下制备的CrTiAlN涂层和基体间结合力最佳,涂层对表面磨粒磨损情况起到最佳改善效果,此时磨痕的"犁沟"深度与宽度都减小,涂层耐磨性得到显著提高。     

磁控溅射C靶电流对Cr/C和Cr/C/N复合镀层组织和性能的影响

利用控溅射技术,通过改变溅射C靶电流工艺参数,在45#钢上制备出Cr/C和Cr/C/N复合镀层.用能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测镀层的微观组织;用HX-1000型维氏显微硬度计、球-盘摩擦磨损试验机(POD)、光学显微镜(OM)测试镀层的力学性能.结果表明:随C靶电流增加,镀层微...     

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。