丙烷流量对火焰喷涂TiB_2-40Ni涂层组织和性能的影响

通过超音速火焰喷涂技术在不同丙烷流量(30,36,42 L/min)条件下制备3种TiB2-40Ni金属陶瓷涂层,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪表征涂层的组织和相结构,运用压痕法测定了涂层的显微硬度,通过水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究涂层的耐熔融铝硅腐蚀和耐磨粒磨损性能。结果表明,3种TiB2-40Ni涂层具有典型的层状结构,其中丙烷流量为36 L/min时涂层最为致密,其孔隙率仅为0.41%;涂层的主要物相为TiB2和Ni;显微硬度值分别为(453±72)、(405±55)和(490±49)HV0.3;经过60 h熔融铝硅腐蚀后发现,3种涂层均具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能;经过磨粒磨损实验发现,3种涂层的耐磨损性能良好,其中以丙烷流量为36 L/min时的涂层耐磨损性最佳。     

超音速火焰喷涂TiB_2-40Co金属陶瓷涂层抗热震性能

通过超音速火焰喷涂技术在不同氧气流量条件下将3种Ti B2-40Co金属陶瓷涂层喷涂在Q235钢基体表面,研究3种涂层在600℃不同热震循环次数和800℃条件下的抗热震性能。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对3种涂层在不同条件下热震后的表面和截面形貌及物相结构进行分析。研究结果表明,在600℃热震条件下,随着氧气流量的增加,涂层的抗热震性能降低,并在热震次数为150次,氧气流量为482 L/min时,涂层中裂纹较多且失效最快。在800℃热震条件下,3种涂层的抗热震次数明显减少,其中以氧气流量为482 L/min时涂层表面和截面产生的裂纹最多。通过对3种涂层在不同热震条件后的XRD分析发现,涂层的主要物相为Ti B2和Co两相,并发现涂层中存在一定的Ti O2氧化相。     

多尺度WC-17Co热喷涂层的组织结构与耐磨损性能

采用超音速火焰喷涂技术在4种氧气流量条件下制备多尺度WC-17Co金属陶瓷涂层,研究不同氧气流量对涂层的组织结构与耐磨损性能的影响。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对涂层的微观组织形貌和物相进行分析,对4种涂层的硬度和耐磨损性能进行了测试。研究结果表明:所制备的4种涂层组织致密,孔隙率低,涂层与基体结合良好;随着氧气流量降低,涂层中WC陶瓷相分解逐渐增加;涂层的硬度值分布在862±10.5 HV0.3(322 L/min)至938.4±19.9 HV0.3(543 L/min)之间,涂层硬度值随氧气流量增大而增加;经过磨损试验发现,涂层磨损量随氧气流量增加而降低,涂层磨损量分布在8.58±0.04 mg(543 L/min)至15.82±0.17 mg(322 L/min)。     

喷涂温度对冷喷Ti/Al涂层组织结构和性能的影响

通过冷喷涂技术在350、450和550℃条件下将机械混合的Ti/Al粉末进行沉积获得3种Ti/Al涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射表征Ti/Al涂层的微观组织形貌和物相结构,采用显微硬度计测量涂层硬度值,并对涂层的耐磨粒磨损性能进行研究。结果表明,3种涂层组织致密,其中以550℃喷涂温度条件下所制备涂层孔隙率最低(0.98%),且Ti颗粒不均匀地分布在变形的Al相中;冷喷后3种涂层物相与粉末相同,仍为Ti和Al两相;3种Ti/Al涂层的硬度值分别为(81.58±17.42)HV0.3,(82.4±28.15)HV0.3和(128.4±36.98)HV0.3。3种Ti/Al涂层的磨损机制为犁沟切削形式,其中以喷涂温度为550℃所制备的涂层磨损失量最小(13.93±1.21)mg。     

放电等离子烧结Ni60涂层的组织与性能

利用放电等离子烧结技术在45钢基体上制备Ni60涂层,并对Ni60涂层的显微组织、界面结合情况以及耐磨性能进行分析.结果表明:Ni60涂层主要由γ-Ni、CrB、Cr7C3等相组成;涂层与基体在界面处形成了良好的冶金结合,涂层硬度为597.5 HV0.3,过渡层硬度从597.5 HV0.3到209.6 HV0.3呈梯度分布,宽度大约为0.3 mm,涂层与基体的结合强度约为710 MPa;涂层在磨粒磨损的条件下体积磨损率为5.43×10-2 cm3/h.     

医用钢316L表面制备TiC/Ni涂层的反应喷涂锻造工艺

为使粉末反应喷涂技术实用化,提出并研究了反应喷涂锻造工艺。将Ti、C粉按化学计量配制,并加入少量Ni,混合后压成棒材作为喷涂材料。以铝包镍为过渡层,采用陶瓷棒喷枪,进行氧乙炔火焰反应喷涂锻造工艺试验,在316L钢板表面制备了TiC/Ni金属陶瓷涂层。工艺参数为:基体预热温度300~400℃,乙炔压力0.12~0.13MPa,乙炔流量0.7~0.8m3/h,氧气压力0.4~0.5MPa,氧气流量1.3~1.4m3/h,空气压力0.4~0.8MPa,喷涂角度90°,喷涂距离100~150mm。涂层经锻造气孔减小,与基体结合紧密,耐磨性能提高。实测锻造涂层的弹性模量147.79GPa,基体弹性模量202.99GPa。锻造试样涂层在不同载荷下的维氏硬度为541HV0.1、542HV0.2、499HV0.5,能够满足作为植入件的硬度要求。     

HVOF制备铝青铜涂层工艺优化及工艺参数对涂层性能的影响

目的 利用超音速火焰喷涂技术,在铸铝表面沉积质量优良的铝青铜涂层.方法 基于正交实验,研究煤油流量、氧气流量、送粉速率和喷涂距离对涂层厚度、孔隙率、显微硬度和结合强度的影响.通过XRD图谱,对喷涂粉末和涂层相结构组成进行分析.利用场发射扫描电子显微镜,观察涂层截面形貌,测量涂层厚度.使用ImageJ软件测量孔隙率.采用显微硬度计和电子万能试验机,测量涂层的显微硬度和结合强度.针对正交实验结果,采用极差分析法进行分析,确定最优的工艺参数.结果 由极差法分析得到最优工艺参数:煤油流量为22 L/h,氧气流量为900 L/min,送粉速率为80 g/min,喷涂距离为200 mm.采用最优工艺参数制备涂层,测得涂层厚度为405.43μm,孔隙率为0.10％,结合强度为61.63 MPa,显微硬度为330.33HV0.3.结论 与粉末相比,涂层的相组成未发生改变,均为α相和β'相.通过极差分析可知,不同工艺参数对涂层孔隙率、厚度、显微硬度和结合强度的影响程度不同.在本实验选取的主要工艺参数中,送粉速率对涂层孔隙率和厚度的影响程度最大,喷涂距离对涂层显微硬度的影响程度最大,煤油流量对结合强度的影响程度最大.     

铜电极表面电火花沉积ZrB_2-TiB_2复相涂层

采用粉末冶金法制备Zr B2-Ti B2复相材料熔敷棒,并通过电火花沉积工艺在铜电极表面制备Zr B2-Ti B2复相涂层。通过扫描电镜结合能谱分析研究了涂层的显微结构和元素分布,利用X射线衍射和显微硬度测试对涂层的物相组成与显微硬度进行检测。结果表明:直接熔敷Zr B2-Ti B2复相涂层致密性较差,且存在较多裂纹,与基体有明显分层,涂层物相为Cu、Zr B2和Ti B2;在预沉积Ni层(Ni层)上后沉积Zr B2-Ti B2,所得的多层涂层具有较好的致密性,且涂层与基体间无分层;中间层有Ti、Zr、Cu元素的扩散,说明涂层与基体为冶金结合;Zr B2-Ti B2复相涂层硬度为900 HV0.05稍高于多层涂层硬度(800 HV0.05)。     

镁合金表面激光制备镍铝青铜涂层

利用激光熔覆的方法在AZ31B镁合金表面制备镍铝青铜涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪对涂层的微观形貌、物相以及显微硬度进行分析,采用PS–168A型电化学测量系统对涂层以及母材进行电化学腐蚀性能测试。结果表明,涂层内白色基体上析出富Cr的玫瑰状和块状的K相,涂层的物相主要由FeAl3、Al3Ni、Ni、Cu、Cr等组成,涂层的显微硬度最高可达602 HV0.2,较母材的50 HV0.2提高了约11倍,涂层的腐蚀电位?1.02 V较母材的?1.49 V提高了0.47 V。     

激光功率对Zr基复合涂层微观组织与性能的影响

选取Zr、Cu、Ni和Al的混合粉末为原料,在纯Ti基板上利用激光熔化沉积技术制备了Zr-Cu-Ni-Al单道熔覆涂层试样。采用X射线衍射分析仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等研究了激光功率对熔覆层显微组织与性能的影响。研究结果表明:熔覆涂层组织由非晶和金属间化合物组成,基体Ti对熔覆层的稀释作用是涂层发生晶化的主要原因;熔覆涂层中树枝晶尺寸随着激光功率的增加而变大,熔覆试样的硬度也随着树枝晶尺寸的增大而降低,最高可达(631±4) HV0.3,约为基体硬度的5倍,对基体具有显著强化效果。     

HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层的磨粒磨损性能

探讨了氧气流量、燃气流量和喷涂距离三个喷涂工艺参数对ＨＶＯＦ喷涂Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层硬度和磨粒磨损性能的影响。结果表明,燃气流量、氧气流量和喷涂距离对涂层的显微硬度和磨粒磨损性能的规律有所不同。在较高的燃气流量、适中的氧气流量和喷涂距离条件下,涂层具有较高的显微硬度;而氧气流量和燃气流量对涂层的磨粒磨损性能影响较大,适中的燃气流量条件下,涂层的磨粒磨损失重量较低,高的氧气流量条件下,磨损失重量     

42CrMo基体上Ni60涂层的电接触强化研究

采用涂刷法,将Ni60粉末均匀刷涂到42Cr Mo基体的表面形成预涂层。利用电接触表面强化技术对预涂层进行强化,获得强化层。对该强化层进行显微组织、显微硬度、相结构和抗热震性能研究。结果表明:电接触强化工艺使涂层孔隙率减少,致密性增加,同时提高了涂层的硬度和抗热震性能。     

TA2表面电火花沉积NiCr涂层的界面行为

以Ni Cr合金为电极,在TA2表面通过电火花沉积技术制备了Ni Cr合金强化涂层,用显微硬度计考察了涂层的断面显微硬度,并通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征了涂层的微观结构。结果表明:涂层主要由Ni Ti2,Cr4Ni15Ti,Cr1.75Ni0.25Ti及Ni Ti等相组成,涂层厚度约为40~70μm,涂层与基体形成了良好的冶金结合。涂层显微硬度高达HV620,涂层具有较好的耐磨性。     

Ti811合金表面激光熔覆涂层微观组织及性能研究

目的研究Ti811合金表面激光熔覆涂层的微观组织及磨损性能。方法利用激光熔覆技术,在Ti811合金表面激光熔覆原位合成了Ti C+Ti B2增强镍基复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,系统地研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能,并利用二维点阵错配度理论对Ti C的细化机理进行分析。结果激光熔覆涂层与基体呈良好的冶金结合,熔覆层生成物相主要由Ti C、Ti B2、Ti2Ni和γ-Ni组成,其中Ti C呈等轴枝晶状和花瓣状,Y2O3的(111)面与Ti C的(110)面之间的二维点阵错配度为6.813%,Y2O3作为Ti C的非均质形核核心为中等有效。熔覆层的平均显微硬度为913.93HV0.5,约为基体Ti811硬度的2.4倍。熔覆层摩擦系数稳定在0.45～0.52之间,磨损机理主要为粘着磨损与磨粒磨损。结论采用激光熔覆技术能够在Ti811合金表面成功制备Ni基复合增强涂层。熔覆层中Y2O3颗粒具有细晶强化、弥散强化、增加形核率的作用,熔覆层具有较高的显微硬度与良好的耐磨损性能。     

20G钢表面制备耐熔融铝硅合金腐蚀涂层的研究

太阳能热发电中,熔融铝硅合金储能材料会对换热管造成一定的腐蚀,为了延长换热管的使用寿命,在其表面制备了C1,C2和C3三种涂层,并对三种涂层的抗热震性能、附着力和耐熔融铝硅合金腐蚀性能进行了研究。结果发现:三种涂层具有较好的抗热震性能和附着力,在经过1 080h熔融铝硅合金腐蚀试验后发现,C3涂层具有最好的耐腐蚀能力,涂覆C3涂层的20G钢基体的腐蚀层厚度,相对于无涂层20G钢基体降低了93.69%。     

铝热法制备TiC/TiB_2-FeNiCr复合材料

采用铝热法原位合成出了含Ti C颗粒、Ti C-Ti B2复相陶瓷颗粒增强相体积分数较高的Ti C/Ti B2-Fe Ni Cr复合材料。利用电子探针分析(EPMA)仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)仪等手段研究了该复合材料的显微组织和相结构,同时利用显微硬度仪测量了该复合材料的硬度,利用摩擦磨损试验机测量复合材料的耐磨性能。结果表明,Ti C/Ti B2-Fe Ni Cr复合材料由Ti C颗粒、Ti C和Ti B2复相陶瓷颗粒、针状Cr7C3相,Ni Al相和α-Fe Ni Cr合金基体相组成。复合材料的硬度(HV)为13132.5 MPa。复合材料施加载荷20 N,磨损1 h后的失重为4.2 mg;而45#钢在相同条件下的失重量为13 mg,是复合材料的3倍。     

电火花沉积Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层的组织及性能研究

目的提高H13模具钢的表面耐磨性,探索金属陶瓷涂层的应用。方法分别用Ti(C,N)基金属陶瓷棒和纯镍棒作为电极,氩气为保护气体,在H13钢表面电火花沉积制备Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层。使用X射线衍射仪对涂层的相组成进行了分析,并用扫描电子显微镜及能谱仪观察涂层的微观结构和元素分布情况,采用显微硬度计和CSM球盘式摩擦计对涂层的显微硬度和不同载荷下的耐磨性进行测试。结果涂层表面为单脉冲沉积斑点堆积而成的溅射状形貌,Fe和Ti元素整体上呈现出分区富集的特征,强化层主要物相包括TiC(0.7)N(0.3)、Ni(17)W3、Ni-Cr-Co-Mo和Fe3Ni2。涂层截面组织均匀,缺陷较少,厚度约为31μm,Fe、Ti和Ni元素均在界面处发生扩散,形成了良好的冶金结合,过渡层与基体相互混合,呈现出机械式的咬合结构。涂层的显微硬度实测最高值达1420HV,约为基体的5.4倍。涂层具有比基体更低的摩擦系数,且30 min内的磨损质量损失仅为基体的1/2,涂层磨损机理主要为粘着磨损和轻微的磨粒磨损。结论在H13钢表面电火花沉积制备的Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层可提高其表面的硬度、耐磨性,且具有一定减摩性,可以起到延长模具寿命的作用。     

Ni60/h-BN含量对激光熔覆钛基复合涂层组织及性能的影响

目的 提高TC4合金的硬度与耐磨性。方法 利用RFL-C1000锐科光纤激光器在TC4合金表面制备钛基复合涂层,通过SEM、XRD、EDS、显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层的宏观形貌、微观组织、显微硬度以及摩擦磨损性能进行观察及测试。结果 当Ni60/h-BN的添加量为25%时,熔覆层表面平整度最好,且与基体呈现出良好的冶金结合;当Ni60/h-BN的添加量为5%时,熔覆层物相主要由Ti2N0.3、TiC和基底α-Ti组成;当Ni60/h-BN的添加量为15%时,Ti2N0.3、α-Ti和TiC的含量减少,Ti2Ni的含量增加;当Ni60/h-BN的添加量为25%时,Ti2Ni、TiNi、TiN、Ti2N0.3、TiB、TiC和α-Ti均匀分布在熔覆层中,此时熔覆层的硬度为997HV0.5,约为TC4基体硬度（332HV0.5）的3倍。TC4基体主要发生了磨粒磨损,熔覆层主要发生了粘着磨损。当Ni60/h-BN添加量为25%时,磨损形貌最好,磨损量为0.6 mg,摩擦系数稳定在0.51~0.52之间。结论 当Ni60/h-BN的添加量为25%时,熔覆层组织均匀致密,硬度与耐磨性能较基体有了显著提高。     

激光重熔Al2O3-13ωt%TiO2陶瓷涂层组织结构与热震性能

分析了激光重熔过程对Al2O3-13ωt%TiO2陶瓷涂层的物相结构变化、显微硬度和抗热震性能影响.结果表明:激光重熔过程可以获得稳定的α-Al2O3,且激光重熔工艺能够提高涂层的显微硬度和抗热震性能.     

海水环境中钛元素改性铜基激光熔覆层的摩擦行为研究

目的通过激光熔覆作用,使钛元素与铜基合金生成耐磨的第二相组织,提升铜基合金表面在海水环境中的耐磨性能。方法采用激光熔覆技术在ZQAl9442镍铝青铜合金表面制备均匀的钛元素改性铜基涂层。采用SEM、EDS、XRD、摩擦磨损试验机等检测仪器,对该改性涂层的显微组织、元素分布、硬度以及在大气与海水环境中的摩擦性能进行分析。结果改性涂层中,因钛元素添加生成了Al Cu2Ti相,使得改性涂层的表面硬度在第二相析出强化的作用下得以提升,显微硬度可达(310±10)HV0.3,相比同质修复层,提升了14.8%。在海水环境中,改性涂层的摩擦系数远低于同质修复层。改性涂层在大气环境中的磨损机制为氧化磨损、粘着磨损及磨粒磨损,在海水环境中的磨损机制为磨粒磨损。结论通过在ZQAl9442铜合金表面进行激光熔覆,得到了兼具高硬度、高耐磨性和抗海水环境摩擦的钛元素改性铜基涂层,在一定程度上提升了镍铝青铜合金在海水环境中的服役寿命。