碳纳米管含量对激光熔覆镍基复合涂层组织与性能的影响

针对Ni60A/WC复合涂层硬质相分布不均、减摩性能不足等问题,利用碳纳米管（CNTs）的高熔点和优良的自润滑性能,采用激光熔覆技术在45钢基体表面制备了添加不同含量CNTs的镍基耐磨涂层。通过扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪（XRD）分析了涂层的显微组织、元素组成和相组成。通过显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了涂层的硬度和耐磨性能。XRD图谱表明:熔覆层主要由Ni-Cr-Fe固溶体和WC、W₂C、Cr₃C₂、Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、B₄C等硬质相组成。显微组织结果表明:CNTs的添加促进了异质形核,有利于硬质相均匀分布,明显细化了熔覆层的显微组织。由于CNTs具有细化晶粒以及提升自润滑性能的作用,适量添加CNTs可提升熔覆层的显微硬度和耐磨性能。当CNTs的质量分数为0.5%时,熔覆层的显微硬度为1100 HV,摩擦系数为0.3,磨损体积为1.24×10^-4 mm³     

La_2O_3对激光熔覆镍基纳米Al_2O_3复合涂层组织和性能的影响

采用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备了不同La2O3含量的镍基纳米Al2O3复合涂层。通过扫描电镜观察分析了熔覆层的微观组织结构,并对熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了测试。试验结果表明,加入1.5wt%稀土La2O3时,熔覆层组织显著细化,由细小的等轴树枝晶和共晶组织组成,熔覆涂层的显微硬度在651.4HV0.2至732.4HV0.2之间,耐磨性能显著提高。     

高温合金激光表面熔掺Y_2O_3质点的研究

本文通过激光辐照的方法,研究了在高温合金试样表面掺杂Y_2O_3质点的可能性、均匀程度与激光辐照参数的关系。结果表明,当预涂粉末数量为0.035g/cm~2和0.059g/cm~2时,选择功率密度为1.76×10~4w/cm~2,扫描速度为0.36m/min时,可获得Y_2O_3质点在熔掺区中宏观上的均匀分布,其氧化钇的含量达1.2～2.0Wt％。     

镍基合金表面激光熔覆MoSiNi-SiC复合涂层的组织与性能

利用激光熔覆技术在镍基合金表面制备了SiC增韧增强的硅化钼复合涂层，研究SiC含量对涂层的裂纹与气孔的形成、组织结构特征、物相组成及硬度、高温摩擦磨损和高温抗氧化性能的影响。结果表明，随着混合粉末中SiC含量的增加，涂层的显微硬度值逐渐增大，高温摩擦磨损性能和高温氧化性能增强，但过高的SiC加入量会使熔覆层的气孔和裂纹倾向明显增大。在SiC含量最高为15%时，涂层无明显成形缺陷，熔覆层组织主要由γ-Ni、Mo₂Ni₃Si、MoSi₂及SiC等相组成，显微硬度值可达814 HV,是基体的5.4倍。     

基于激光熔覆的镍基复合涂层制备方法与性能研究

提出一种在轴类零件表面，通过激光熔覆技术制备颗粒增强的Ti/B₄C/dr40复合涂层的方法。研究和分析复合涂层中陶瓷颗粒的生成机制以及对晶粒的细化作用，柱状晶向等轴晶的转变过程，涂层表面裂纹产生的原因以及温度梯度和凝固速率对涂层显微组织的影响规律。为分析涂层的机械性能，对涂层进行硬度、压痕和划痕试验。结果表明，复合涂层与基体具有良好的冶金结合性能，凝固过程中生成的TiC和TiB₂硬质颗粒在磨损过程中起到骨架支撑作用，抑制基体的变形，降低材料去除率，提高了涂层的硬度和抗磨损性能。研究表明，通过激光熔覆技术制备的镍基复合涂层可以实现轴类零件的表面强化和再制造，具有良好的应用前景。     

低含量碳化钨对激光熔覆镍基复合涂层性能影响

为研究相对较低含量(质量分数≤15%)碳化钨镍基合金涂层中碳化钨对涂层性能的影响，采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了不同碳化钨含量镍基碳化钨复合涂层，表征其组织形貌，同时对比分析不同碳化钨含量复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明，涂层熔道顶部搭接处存在明显的分界线，分界线上侧为细小等轴晶，下侧为粗大的柱状晶；碳化钨颗粒周围微熔形成析出物，同时在熔池底部有聚集趋势，且随碳化钨含量增大聚集趋势增大；镍基复合涂层硬度和耐磨性随添加碳化钨含量增大而提升，15%质量分数碳化钨复合涂层相较于纯镍熔覆涂层硬度提高约12.88%,摩擦因数降低约19.62%,磨痕形貌显示低含量碳化钨复合涂层中硬质颗粒的耐磨支撑作用相对较弱，复合涂层整体硬度提升是耐磨性能增强的主要因素。     

Y2O3对多道搭接镍基碳化钨金属陶瓷激光熔覆层的影响

向Ni基WC合金粉末中加入适量Y_2O_3,在一定条件下利用激光熔覆技术得到了高质量的多道搭接较厚熔覆层。与未加Y_2O_3的覆层相比,由于Y~(3+)离子的晶粒细化、净化、强化作用,新的覆层组织明显细化,分布更均匀;相应的显微硬度值提高且分布更加均匀;同未加Y_2O_3的原覆层相比,掺入Y_2O_3后的覆层摩擦系数更稳定,耐磨性更好。     

稀土对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响

利用5 kW CO2激光器分别在低碳钢基体表面熔覆含稀土LaO2和CeO2的镍基TiC金属陶瓷复合层,研究了不同含量的LaO2和CeO2对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响. 研究结果表明,在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土LaO2和CeO2均可有效改善熔覆复合层的组织及性能,减少复合层中的裂纹、孔洞、夹杂;加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的形状变化,成为较为光滑的表面形状.同时,熔覆复合层的组织及硬度更加均匀,特别是硬度呈现平滑的梯度变化. 研究还发现,在一定的镍基金属陶瓷相成分和激光工艺条件下,为获得良好的熔覆复合层组织及性能,对不同的稀土,其加入量均有一不同的最佳值,过多的稀土加入量反而会恶化熔覆复合层组织,产生大量的夹杂,导致复合层硬度极不均匀.在本试验条件下,加入0.2%的CeO2或0.4%的LaO2对改善镍基TiC熔覆复合层组织及性能的效果最为明显.(OE9)     

奥氏体不锈钢激光熔覆镍基复合涂层高温磨损行为

为了提高奥氏体不锈钢的高温耐磨性能,采用中空激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制备出以(Cr,Fe)7C3为增强相,-γ(Ni,Fe)固溶体为基体的高温耐磨复合涂层。分别在室温、300℃和600℃时测试了涂层和不锈钢基体的干滑动磨损性能,并讨论了其磨损机理。结果表明,涂层的耐磨性能明显优于不锈钢基体。室温时,不锈钢的磨损机理为粘着磨损,涂层为磨粒磨损;300℃时,不锈钢的磨损机理为粘着磨损和磨粒磨损,涂层为粘着磨损;600℃时,不锈钢磨损表面出现脆性断裂、塑性变形及严重氧化,涂层表面发生轻微的磨粒磨损和粘着磨损。由于摩擦抛光作用和均匀连续转移膜的形成,涂层在600℃时的耐磨性能高于300℃。     

变功率激光熔覆镍基涂层裂纹特性研究

为解决航空发动机热端叶片的高损耗现状,提高叶片的表面性能以延长服役寿命,通过对镍基高温合金K417G表面进行变参数激光熔覆制备GH3536涂层,并通过光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD衍射仪等仪器对熔覆层的宏观微观形貌进行观察并结合EDS能谱仪元素分布及偏析结果综合检测结果研究激光功率变化带来的熔覆层的成型质量以及性能影响。分析了熔覆层表面区域以及和基体结合区的裂纹缺陷程度以及缺陷形成原因,并通过对比激光功率变化带来的元素偏析影响与裂纹分布的关系,达到工艺参数优化的目的。熔覆层与基材结合界面呈波浪状,且于一定范围内,随着激光功率提升,熔覆层与基体组织交界区域的裂纹明显减少。熔覆层中元素偏析情况,随激光功率降低愈发明显以及伴随晶枝组织的生长方向偏转现象。     

Al2O3纳米复合陶瓷涂层激光熔覆试验研究

本文将等离子喷涂与激光熔覆工艺相结合 ,进行了纳米Al2 O3复合涂层的激光熔覆试验 ,分析了各工艺参数对熔覆工艺的影响 ,研究了熔覆过程中纳米陶瓷材料晶粒生长过程 ,得到了较为合理的纳米Al2 O3激光熔覆工艺。通过SEM、X射线衍射、摩擦磨损试验等手段对得到的复合涂层进行了微观组织、磨损性能等检测。结果表明 :采用优化的熔覆工艺 ,纳米Al2 O3熔覆材料的晶粒生长得到极大抑制 ,保持纳米结构 ,其在复合涂层常规材料表面与空洞间隙中紧密排列 ,极大提高了涂层质量与性能     

CeO2对激光熔覆Ni60合金涂层组织及性能的影响

为了研究稀土元素CeO₂对激光熔覆涂层性能的影响,以45#钢为基体、Ni60和Ni60+CeO₂粉末为熔覆材料,采用激光熔覆多道搭接工艺制备了含不同含量稀土氧化物的熔覆层。通过对熔覆层着色探伤、显微组织观察、显微硬度测定的试验,分析不同含量的稀土氧化物对熔覆层表面裂纹数量、显微组织、硬度的影响规律。结果表明,CeO₂的最佳掺杂质量分数为0.004;适量稀土元素CeO₂的掺杂,可使熔覆涂层裂纹数量减少,熔覆层的显微组织更加均匀而细小;熔覆涂层表面显微硬度远高于基体,维氏硬度是基体的3.6倍,搭接区域硬度值是基体的3倍左右。这表明稀土元素的添加可以抑制裂纹、细化晶粒,并在一定程度上提高熔覆层硬度。     

激光熔覆多元复合硬质合金覆层的组织结构

试验研究了多元复合硬质涂层ＣｏｉＣ－ＷＣ－ＴａＣ的激光熔覆,分析结果表明：熔覆层中硬质相及其成分、组织结构分布均匀,硬质相和粘结相及其相互间的润湿性良好,涂层无气孔裂纹缺陷。熔覆层中存在梗质相的溶解、扩散及新相形成。多元复合熔覆层硬度达ＨＣ０．２ １２５０～ＨＶ０．２ １３５０,性能优于单一硬质合金涂层Ｃｏ－ＷＣ、Ｎｉ－ＷＣ。     

激光熔覆Ni-Zr-Nb-Al非晶复合涂层组织结构及性能研究

为了制备Ni基非晶涂层,采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8非晶复合涂层,分析了涂层显微组织及物相,测得了表征力学及耐蚀性能的实验数据。结果表明,涂层中存在大量呈树枝状和胞状的晶体相,由X射线衍射分析可知,涂层中出现了非晶及NiZr2,Ni5Nb,Al2O3和Fe-Ni金属间化合物等物相;当功率为3600W时,涂层中白色非晶相含量最多,且组织最为细小;功率为3000W时,涂层最高硬度在最表面,达到2399.9HK,表面耐磨失重为0.5921mg·mm-2;涂层耐蚀性能在功率为3600W时最佳,致钝电流密度最小为3.05mA/m2,钝化区间最宽为1170mV。由新判据设计的Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8成分具有较强非晶形成能力。     

激光熔覆Ni42Zr30Ta28非晶合金涂层组织与性能研究

为了研究预置激光熔覆在45#钢制备Ni基非晶合金涂层,采用非晶形成能力三判据原则及非晶成分团簇线定律法则,选取常规非晶合金制备方法中具有较强非晶形成能力的Ni42Zr30Ta28合金成分,并对不同输出功率下得到的熔覆层微观组织和力学及腐蚀性能进行了理论分析和结果验证,取得了涂层的显微硬度、耐磨性、耐盐性的数据.结果表明,激光熔覆Ni42Zr30Ta28涂层中除含有非晶相外还含有Ni3Zr,Ni5Ta,Ni7Zr2等晶化相.相比45#钢,非晶合金涂层在力学和腐蚀性能上都有较大提高.当激光功率为3300W时,熔覆层表层显微硬度值最大为1496.4HK,表面磨损率为0.778g*mm-2;涂层由于非晶相的存在耐蚀性有明显提高,在功率为3000W时,试样单位面积增重量为0.0026g*mm-2,耐盐性最好.这为高能激光制备大面积非晶涂层提供了理论依据.     

进给距离对激光-电复合熔覆层组织及性能的影响

本文采用“激光-电复合丝材熔覆”的方法对机械零件进行修复工艺研究。采用630不锈钢丝材在45#钢表面进行多道单层熔覆实验,研究不同进给距离对熔覆层宏观形貌、微观组织、显微硬度和耐磨损性能的影响。结果表明：随着进给距离的增加,熔覆层与基体结合面变的凹凸不平,熔覆层表面均有杂质小颗粒,熔覆层厚度减小,微观组织为混乱的等轴晶,熔覆层的平均硬度在200 HV上下浮动,摩擦系数呈现先降低后上升的趋势,磨损量与摩擦系数呈现正相关关系,观察其磨痕形貌其磨损形式主要为疲劳磨损和黏着磨损,当前实验条件下进给距离为1.2 mm时,耐磨性能最佳。     

Y2O3对40Cr钢激光表面合金化组织和性能的影响

为了改善金属卷筒的组织性能,采用Mo+Y2O3制成合金粉末,将粘接剂均匀涂覆在40Cr钢基材表面,用CO2激光器对材料表面进行了激光合金化处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机研究了Mo+Y2O3对合金化层的硬度、耐磨性、组织结构、形成机理的影响。结果表明,在加入稀土氧化物Y2O3后,合金层晶粒显著细化,晶界得到强化,增加了显微组织的均匀性、致密性,硬度、耐磨性得到显著提高,有利于提高金属卷筒表面的硬度和耐磨性。     

激光熔覆MoSi2涂层的研究

本文用高能激光束熔覆MoSi_2粉末在45钢基体上制备了耐高温结构用涂层,用XRD、SEM、EDAX和显微硬度仪分别对熔覆层的组织结构和硬度进行了研究。试验结果表明,由于基体的稀释作用,涂层的相组成为FeMoSi、Fe_2Si和少量的Mo_5Si_3。涂层组织呈现典型的细小枝晶组织特征,枝晶为FeMosi领先相,枝晶间为FeMoSi和Fe_2Si两相共晶,组织中无孔隙和裂纹等缺陷存在。Mo,Si,Fe线扫描成分分布在涂层-基体界面处均缓慢过渡,基体与涂层发生互扩散,为冶金结合。涂层硬度可达HV_(0.5)845,基体硬度为180,涂层硬度比基体提高3.7倍。     

送粉激光熔覆ZrO2/Ni60复合涂层工艺与性能

采用送粉激光熔覆工艺分别制备了含 5 %和 10 %氧化锆陶瓷的强韧化镍基自熔合金涂层 ,考察了氧化锆含量 ,以及工艺参数对熔覆层组织结构与性能的关系 ,结果表明 :氧化锆掺杂涂层的组织特征取决于熔池的流动性 ,由于氧化锆的密度较镍基自熔合金的要小许多 ,因此在激光束提供的能量超过一定量之后 ,则会出现分层的组织结构 ,反之则可获得均匀的两相复合组织结构。最后给出了获得均匀组织结构的工艺方案     

镍基高温合金激光熔覆涂层组织及性能研究

为了研究高温合金激光熔覆涂层组织演变及力学性能,采用激光熔覆技术在2Cr25Ni20耐热奥氏体不锈钢表面制备镍基NiCrFeMo高温合金涂层.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能量色散光谱仪、显微硬度计等微观分析测试手段对该镍基高温合金涂层的微观组织形貌、物相种类、界面元素分布与偏析、各区域的硬度进行分析.结果表明,基...