Q235低碳钢表面等离子熔覆TiB2-TiC/Fe复合涂层及耐磨性

采用等离子熔覆技术,以Fe55、Ti、B₄C混合粉末为原料,在Q235低碳钢表面获得了TiB₂-TiC/Fe复合涂层,并分析了涂层的物相组成、组织结构,测试了显微硬度和摩擦磨损性能,探讨了其磨损机制。TiB₂-TiC/Fe复合涂层的主要物相为TiB₂、TiC、α-Fe,其中TiB₂呈多边形和矩形,TiC则呈不规则块状;随着原始粉末中Ti、B₄C含量的增加,TiB₂、TiC尺寸逐渐增大,TiB₂-TiC/Fe涂层与基体之间结合紧密,呈冶金结合;随着TiB₂-TiC/Fe复合涂层陶瓷相含量的增加,涂层硬度和耐磨性显著提高,当陶瓷相含量增加到一定程度（35wt%）时,涂层耐磨性能有所降低,TiB₂-TiC/Fe复合涂层的磨损方式主要是磨粒磨损和剥层磨损。Ti+B₄C陶瓷相含量为30wt%的等离子熔覆涂层耐磨性能较好,约为Q235钢基体的7倍,当Ti+B₄C含量持续增加时,TiB₂、TiC尺寸增大、缺陷增多,最终使TiB₂-TiC/Fe复合涂层耐磨性降低。     

等离子喷涂陶瓷层的摩擦磨损性能及机理

为了提高叼纸牙表面的摩擦磨损性能,采用等离子喷涂技术在T10钢基体上分别喷涂了5种氧化物陶瓷涂层,对5种涂层摩擦磨损的性能及机理进行了研究.结果表明:与Al2O3/Cr2O3复合涂层相比,100%Al2O3和100%Cr2O3陶瓷涂层的摩擦系数和体积磨损量都比较低,摩擦磨损性能更优;Al2O3/Cr2O3复合涂层磨损机理主要为磨粒磨损,而100%Al2O3和100%Cr2O3涂层则主要为疲劳磨损.     

反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层显微结构研究

采用前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-C系反应喷涂复合粉末,通过反应火焰喷涂技术成功制备了TiC/Fe基金属陶瓷复合涂层.利用XRD和SEM对喷涂粉末和涂层的成分、组织结构进行了分析,考察了喷涂粉末粒度、Ti的加入方式对涂层组织结构的影响.研究结果表明:所制备的TiC/Fe复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于晶粒内部而形成的晶内型复合强化片层组织叠加而成,TiC颗粒呈纳米级;喷涂粉末粒度较大时,制备的涂层中出现有害相Fe2Ti,片层厚度较大,孔隙率高;以纯Ti粉为Ti源制备的喷涂粉末和以TiFe粉为Ti源制备的喷涂粉末相比较,其涂层中硬质相TiC含量较少,孔隙率较大.     

以蔗糖为前驱体制备TiC/Fe复合涂层

以TiFe粉和蔗糖为原料,通过蔗糖的热分解碳化制备Ti-Fe-C系反应热喷涂复合粉末,利用普通氧乙炔火焰喷涂成功制备出TiC/Fe复合涂层.采用XRD、SEM和TEM等对喷涂粉末和涂层的组织结构、涂层中的TiC颗粒进行了分析.研究结果表明:TiC/Fe复合涂层主要由TiC颗粒均匀分布于Fe基体中的复合强化片层构成,片层中TiC颗粒呈球形或近球形,粒径约为50nm;纳米级TiC颗粒增强的复合强化片层占涂层体积的60%以上.     

激光熔覆Fe基TiB2+TiC金属陶瓷层的组织及摩擦磨损性能

目前,对激光熔覆原位自生金属陶瓷层增强相的形成机制及磨损机理的研究尚不系统。自配合金粉末,采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了原位自生的TiB2+TiC/Fe金属陶瓷层。对熔覆层进行了XRD分析、显微组织观察及室温干滑动摩擦磨损试验。结果表明:Fe基TiB2+TiC金属陶瓷增强熔覆层组织细小、致密,高硬度的亚微米TiB2和TiC金属陶瓷颗粒均匀弥散分布在α-Fe等轴枝晶基体上,熔覆层与基体冶金结合优良;室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和滑擦,耐摩擦磨损性能优良。     

电磁轨道失效与表面喷涂Mo技术研究

为提高电磁轨道材料性能,采用等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了Mo涂层,观察了涂层显微形貌,测试了显微硬度和载流摩擦磨损性能,并与基体进行了比较。结果表明:Mo涂层显微硬度平均值为482.3HV1 N,比基体45CrNiMoVA钢硬度提高1倍。涂层与基体结合强度为41.5 MPa,结合方式为机械结合;同等载流摩擦磨损试验条件下,与基体45CrNiMoVA钢相比,Mo涂层磨合时间较短,摩擦系数更小(0.6),耐电弧烧蚀能力强,磨损量小;涂层磨损机理为断续式黏着磨损。     

超音速等离子喷涂12Co-WC涂层在含沙油润滑条件下的摩擦学行为

为探讨含沙油润滑条件下材料的磨损问题,采用超音速等离子喷涂技术在45钢表面制备了12Co-WC涂层.使用T-11球-盘式摩擦磨损试验机考察了涂层在含沙油润滑条件下的摩擦磨损性能.结果表明.超音速等离子喷涂12Co-WC涂层具有致密的组织、高的强度和硬度,在含沙油润滑条件下的摩擦系数略低于灰铸铁,耐磨性比灰铸铁提高4～8倍,同时磨损体积对沙粒尺寸和沙粒含量的变化不敏感.超音速等离子喷涂12Co-WC涂层的失效以磨粒磨损及WC颗粒和喷涂粒子剥落为主.     

等离子喷涂TiC-N i-M o 金属陶瓷涂层 成分对组织与性能影响的研究

用XRD 和带能谱仪的SEM 等手段研究了两种不同成分配比的等离子喷涂TiC-Ni-Mo 金属陶瓷涂层的组织结构与性能; 提出在等离子喷涂的金属陶瓷涂层中, 硬质相与粘结相之间存 在通过Mo 扩散固溶实现的扩散结合机制, 由此而在TiC 颗粒周围形成(Ti、Mo )C 固溶体包复结 构; 适当控制这种包覆结构的厚度可以增加硬质相与粘结相之间的结合力和涂层的结合强度。研 究结果表明, 喷涂混合粉粒中,Ni 与TiC 的重量配比为1∶1 时比5∶3 时所形成涂层的硬度和结 合强度更高。      

非晶Fe基涂层的制备工艺研究

本文研究了电弧喷涂中工艺参数对非晶涂层的含量以及性能的影响,以45钢为基材,制备了不同工艺参数下的涂层。研究结果表明,利用电弧喷涂技术可以铁基体上成功制备出含非晶涂层。不同工艺参数条件下所得涂层皆存在非晶相,但所得涂层质量存在明显差异。电弧喷涂完成后,对所制备的涂层与45钢进行了摩擦磨损对比试验,结果显示,在Fe基体上制备的非晶涂层显著改善了摩擦磨损性能。     

镍基MoS_2复合粉末等离子喷涂涂层的干滑动摩擦磨损性能

研究了 4种镍基MoS2 等离子喷涂涂层的干滑动摩擦磨损性能 ,探讨了涂层的结构及磨损面的形貌与涂层的磨损机制之间的关系 ,分析了MoS2 含量和载荷对涂层摩擦磨损的影响。研究表明 ,镍基MoS2 涂层具有很好的自润滑性能 ;MoS2 含量为 2 0 %的Ni/MoS2 涂层的摩擦磨损性能最佳     

Synthesis and Deposition of TiC-Fe Coatings by Oxygen-acetylene Flame Spraying

A simpler and more convenient method for producing wear-resistant, TiC-reinforced coatings were investigated in this study. It consists of the simultaneous synthesis and deposition of TiC-Fe materials by oxyacetylene flame spraying. Solid reagents bound together to form a single particle are injected into the flame stream where an in-situ reaction occurs. The reaction products are propelled onto a substrate to form a coating. Microstructural analyses reveal that TiC and Fe are the dominant phases in the coatings. The reaction between Ti and C happens step by step along with the reactive spray powder flight, and TiC-Fe materials were mainly synthesized where the spray distanceis 125～170 mm. The TiC-Fe coatings are composed of alternate TiC-rich and TiC-poor lamellae with different microhardness of 11.9～13.7 and 3.0～6.0 GPa, respectively. Submicron and round TiC particles are dispersed within a ductile metal matrix. The peculiar microstructure is thought to be responsible for its good wear resistance, which is better nearly five times than WC-reinforced cermet coatings obtained by traditional oxyacetylene flame spray.     

WC金属陶瓷热喷涂层代替铬镀层在冷轧工艺辊上的应用

用碳化钨(WC)金属陶瓷热喷涂层替代传统的镀硬铬层应用于冷轧工艺辊,可以提高辊子的使用寿命.通过高速火焰喷涂技术在Q345A钢基体上制备了两种WC金属陶瓷涂层,考察了其摩擦学性能及综合性能,并结合其在宝钢的实际应用情况分析了其应用效果.结果显示,制备的碳化钨(WC)金属陶瓷涂层代替硬铬镀层效果较好,可进一步推广应用.     

Fe在反应火焰喷涂TiC-Fe涂层过程中的作用

研究了以钛铁、石墨和纯铁粉为原料,Fe在反应火焰喷涂TiC-Fe金属陶瓷涂层过程中的作用。结果表明,原料中Fe含量对涂层的显微结构影响非常大,过高会使涂层中富TiC片层的显微硬度显著降低;过低则涂层中含有大量氧化物。钛铁中的铁和纯铁在喷涂过程中的作用不同。前者主要用于降低体系的点火温度,后者则主要用于吸收反应放热,以消除（或减缓）已合成TiC的氧化过程。     

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。     

反应等离子喷涂TiC/Fe-Ni复合涂层及其耐冲蚀性能

以TiFe粉、Ni粉和蔗糖(碳的前驱体)为原料,通过蔗糖的热分解碳化制备Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂复合粉末,并利用等离子喷涂制备了TiC/Fe-Ni复合涂层。复合涂层主要由TiC颗粒均匀分布于(Fe、Ni)固溶体中形成的复合强化片层构成,片层中TiC颗粒呈球形或近球形,粒度为亚微米级和纳米级。TiC/Fe-Ni复合涂层的耐冲蚀磨损性能研究表明：涂层冲蚀失重率随攻角的增大而增加,表现出脆性材料冲蚀特性,但冲蚀失重率对攻角不敏感,涂层具有较好的塑性与硬度的配合;复合涂层的耐冲蚀磨损性能优于相同工艺条件下制备的C_r2C₃/Ni-Cr复合涂层,约为20G钢的2倍以上。     

Laser cladding composite coatings by Ni–Cr–Ti–B4C with different process parameters

To investigate the effect of laser process parameters on microstructure and properties of composite coating, the composite coatings were manufactured by laser cladding Ni–Cr–Ti–B₄C mixed powder on Q235 mild steel with different process parameters. The coatings are bonded with the substrate by remarkable metallurgical binding without cracks and pores. The composite coatings are consisted of in situ synthesized solid solution Ni–Cr–Fe, intermetallic compound (IMC) Ni₃Ti, Cr₂Ti, and ceramic reinforcements TiB₂, TiC. Results of scanning electron microscopy (SEM) revealed that the ceramic reinforcements became coarser with higher specific energy (E_s). There were independent ceramics TiB₂, TiC, eutectic ceramic TiB₂–TiC in coatings, and eutectic alloy–ceramic was detected. Compared with the substrate, the microhardness of coatings was increased significantly, and the maximum microhardness of coatings was approximately five times as high as the substrate. The wear resistance of coatings was improved dramatically than the substrate. Compared to the coatings with lower E_s, higher E_s led to lower microhardness and worse wear resistance ascribing to more Fe diffused into the coating from the substrate.     

低压等离子喷涂MoB/CoCr涂层的组织及耐磨性

采用低压等离子喷涂技术(LPPS)制备MoB/CoCr涂层,对涂层进行磨粒磨损试验研究。采用SEM观察涂层的表面和截面形貌,显微硬度计测试涂层的力学性能,湿式橡胶轮磨粒磨损试验机测试涂层的磨粒磨损性能。结果表明,涂层组织致密,呈层状结构;涂层具有良好的力学性能,显微硬度达到930HV0.3,结合强度在71MPa以上,具有较高的耐磨性能。     

In situ synthesis of TiC/Ti coatings by reactive plasma spraying

ABSTRACT

Sucrose, as a precursor of carbon, and titanium powders were used to prepare TiC powders by a spray-drying/precursor-pyrolysis method. Using the powders, TiC/Ti composite coatings were deposited by reactive plasma spraying. The results show that submicron-sized TiC is formed. The TiC phases have three kinds of crystal morphology: spherical TiC with a diameter of about 600?nm, dendrite TiC with a primary dendrite spacing of about 450?nm and a secondary arm spacing of about 150?nm, and cellular-dendrite TiC with a width of about 120?nm and a length of about 600?nm. The TiC/Ti coatings exhibit high microhardness and excellent wear resistance, which is about 2–3 times and about 200 times higher than that of TC4 alloys, respectively.     

微束等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层特性

采用轴向中心送粉式微束等离子喷涂系统在2kW级的小功率条件下制备了Al2O3陶瓷涂层.研究了电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构,采用X射线衍射分析涂层的相结构,采用磨粒磨损质量损失表征涂层的性能,用热辐射粒子速度温度测量系统测试工艺参数对喷涂粒子速度的影响.结果表明,电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度的影响都比较明显,粒子速度随着电弧功率和工作气体流量的增加而增加,随着喷涂距离的增加而下降.涂层的磨粒磨损质量损失随电弧功率的增加而减少,而随工作气体流量和喷涂距离的增加而增加.分析表明粒子的温度对涂层磨粒磨损质量损失有较大的影响.采用微束等离子喷涂可以制备磨粒磨损性能与传统等离子喷涂在38kW下制备的涂层相当的Al2O3涂层.