颗粒增强镍基合金复合熔覆层及其摩擦学性能研究现状

颗粒增强镍基合金复合熔覆层能显著改善零件表面性能,在工程领域中的应用日益广泛。对镍基合金复合熔覆层的主要增强颗粒进行了总结,概述了硬质陶瓷颗粒、稀土和自润滑颗粒的特性及其增强镍基合金复合熔覆层的微观组织结构和摩擦学性能的研究进展,并指出了颗粒增强镍基合金复合熔覆层今后的发展方向和需解决的重点问题。     

陶瓷颗粒增强激光熔敷合金的研究

本文对几种陶瓷颗粒的激光熔敷工艺性进行了研究,找出碳化钨是镍基合金最适宜的增强材料。另外还对碳化钨增强镍基合金的磨料磨损特性进行了研究,指出铸造碳化钨的耐磨性高于烧结碳化钨,而在烧结碳化钨颗粒的外部有一层耐磨性和耐腐蚀性都很好的组织,通过对这层组织的成分和形成机理进行分析,文章认为这是基体合金元素扩散渗入WC-Co系统的结果。     

Ni60合金包覆WC粉激光熔覆涂层的组织与性能

通过激光熔覆Ni60合金包覆WC粉(简称镍包WC粉)在45钢基体上制备了WC增强镍基合金熔覆涂层,研究了涂层的显微组织、物相组成、显微硬度与耐磨性能等,并与Ni60合金+WC机械混合粉熔覆涂层的进行对比。结果表明:2种熔覆涂层均与基体形成冶金结合;与Ni60合金+WC机械混合粉熔覆涂层相比,镍包WC粉熔覆涂层组织更细小,成分偏析程度较轻;2种熔覆涂层均由γ-(Ni,Fe)固溶体、WC、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、W_2C等物相组成,镍包WC粉熔覆涂层中WC相的结构完整性较好;镍包WC粉熔覆涂层的平均显微硬度为933.1HV,略高于Ni60合金+WC机械混合粉熔覆涂层的(901.4HV);镍包WC粉熔覆涂层的平均摩擦因数和磨损体积分别为0.4,7.52×10~(-3) mm~3,均低于Ni60合金+WC机械混合粉熔覆涂层的,镍包WC粉熔覆涂层的耐磨性能优于Ni60合金+WC机械混合粉熔覆涂层的。     

烧结碳化钨增强激光熔敷涂层耐磨性研究

选择烧结碳化钨为增强材料,通过激光熔敷的方法制备烧结碳化钨增强镍基合金;研究碳化钨与镍基合金的结合方式,考察碳化钨增强合金在磨料磨损条件下的磨损性能,并探讨其磨损机制。结果表明:烧结碳化钨的加入显著提高镍基激光熔覆合金的耐磨性,且在烧结碳化钨颗粒表面还获得一层具有良好的耐磨性能和耐蚀性能的组织。原因是碳化钨颗粒与镍基合金在激光加热过程中结合到一起,同时Ni、Cr等基体元素扩散进入碳化钨-钴系统中,形成的新WC黏结相,从而获得一种耐磨、耐蚀性很好的组织。     

宽带激光熔覆高硬度火焰喷涂层组织和裂纹行为

对镍基合金火焰喷涂层进行宽带激光熔覆试验,分析熔覆层组织、物相组成和硬度分布规律以及工艺参数对组织、结合强度和硬度的影响。激光熔覆过程骤冷骤热的特点使得熔覆层内存在较高的拉应力,同时,由于激光熔覆镍基合金火焰喷涂层主要由g (Fe, Ni) 固溶体和弥散分布的高硬度脆性碳化物相(Ni, B) 和(Cr, Si) 相组成,熔覆层强度和硬度显著提高而延性降低,在凝固过程残余内应力的作用下极易开裂,熔覆层裂纹为低延性穿晶脆性冷裂纹。基体的预热和熔覆后保温缓冷可有效降低温度梯度,释放残余内应力,当预热温度为300 ℃时,熔覆层裂纹消失。     

镍基合金在激光熔覆再制造中的应用研究综述

激光熔覆技术是一种先进的表面工程技术,与其他常用的表面工程技术相比,具有涂层结合性能好、热影响区小、可控性高等独特优势,已成为了一种重要的再制造技术,并在矿山、冶金、化工、能源等领域关键零件的再制造中得到了成功的应用。镍基合金粉末因具有很好的耐磨性、耐蚀性、抗热疲劳性等特点,是在再制造工程中应用十分广泛的表面强化涂层材料。对激光熔覆再制造中利用镍基合金材料进行修复的重要工艺参数、材料、缺陷控制等方面的研究进展进行了综述分析,并对今后的发展趋势进行了展望。     

W18Cr4V钢表面激光熔覆TiC—Al2O3复合陶瓷

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢表面激光熔覆ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷涂层的组织、硬度分布特点及其与基体的界间面组织特征。     

激光熔覆合金粉末试验研究

将Ｎｉ－ＷＣ、Ｎｉ基、Ｆｅ基３种合金粉末的不同配方采用激光熔覆于母材上进行耐磨试验研究，对激光熔覆与未熔覆试样进行了对比试验，并给出了适合实际工程应用的较为合理的合金粉末配方。     

镍基合金喷熔层摩擦学行为与机制的研究

采用热喷熔工艺制备了两种镍基合金喷熔层,并选用高锰钢、不锈钢作为对比材料,研究了镍基合金喷熔层的摩擦磨损性能。研究结果表明：镍基合金喷熔层具有良好的耐磨损性能和较低的摩擦系数。镍含量对喷熔层的摩擦学性能有显著影响,高镍含量的镍基合金,其耐磨性能明显优于低镍含量的镍基合金。在低速轻载条件下,镍基合金喷熔层的磨损机理为微观犁削;高速重载时,表现为粘着磨损和磨料磨损,其中高镍含量的喷熔层表面形成了致密的转移膜,有效地降低了磨损率。     

K418镍基高温合金多层激光熔覆

由于单层激光熔覆修复的厚度有限,无法满足深度损伤的修复.因此试验了YAG激光K418镍基高温合金多层熔覆的可行性.采用自配的镍基合金粉末,在工艺参数为电流160 A、脉宽8 ms、频率4 Hz时,用激光熔覆能够实现对K418镍基高温合金损伤结构的多层修复,获得了表面平整、连续,微观组织细密、均匀,与基体呈良好冶金结合,硬度高于基体,无缺陷的熔覆层.     

激光熔覆成形试验研究及结果分析

进行了以Ni基合金粉末、316L不锈钢合金粉末为熔覆材料的激光熔覆成形试验,得到了组织致密无缺陷的金属零件;针对激光熔覆中的裂纹问题,进行了Ni基合金粉末单道、多道和梯度材料熔覆过程的裂纹试验,分析了材料成分对裂纹产生的影响;进行了超声振动下的激光熔覆试验研究,初步结果表明,在熔覆过程中引入超声振动不仅可细化熔覆层的组织,还可有效提高熔覆层的硬度.     

激光熔覆合金技术在模具修复中的应用

采用激光熔覆对冷作模具进行修复。基于Cr12冷作模具钢的组织和性能特点,对Cr12模具钢分别采用铁基和镍基两类自熔性合金粉末进行激光熔覆试验,分析合金熔覆层的组织结构、硬度和耐磨性能。结果表明,熔覆层与基体之间实现很好的冶金结合,在干摩擦磨损条件下,组织较为均匀、韧性较好的Fe901铁基激光熔覆合金的耐磨性比较高。采用Fe901铁基合金对实际失效模具进行修复,取得良好的效果。     

船用柴油机排气阀锥面激光融覆Stellite合金分析

采用激光熔覆表面技术,在6250系列船用四冲程中速柴油机排气阀锥面熔覆Stellite 6钴基合金粉末制备涂层,通过对熔覆层进行试验分析,得出Stellite 6钴基合金涂层的熔覆对船用柴油机排气阀锥面材料的组织结构、抗热腐蚀、耐磨性能等都有很大的提升。     

高硬度多微孔小型零件激光表面精密熔覆钴基合金涂层提高耐冲蚀性能研究

高硬度多微孔小型零件的结构特点为其表面熔覆强化带来了较大难题。采用辅助工艺装置及同轴送粉激光熔覆方法对以阀座为代表的高硬度多微孔小型零件进行激光表面熔覆钴基合金涂层强化处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及激光显微镜等分析、测试仪器对激光熔覆层宏观形貌、微观组织及显微硬度进行表征,采用燃油喷射试验台对激光熔覆及未熔覆处理阀座使用寿命进行对比考核测试。结果表明,采用纯铜辅助工艺装置,在保证熔覆层良好成形的同时,避免了高硬度小型零件在激光熔覆过程中烧蚀、高温回火等现象的产生,有效解决了小型零件激光熔覆难题。采用镶嵌碳棒的方法有效地解决了熔覆层堵塞微孔的难题。激光熔覆后的钴基合金涂层主要由γ-Co、CoCx、Cr23C6、W5Si3等相组成,微观组织表现为由枝晶及共晶组成的亚共晶组织。熔覆层与基体之间形成了良好的冶金结合。激光熔覆处理后的阀座表面耐油流冲蚀性能明显增强,使用寿命提高40%。     

氩弧熔覆层的强化和耐磨性

采用氩弧熔覆工艺在Ｑ２３５基材上熔覆Ｎｉ３５Ｂ－ＳｉＣ、Ｎｉ３５Ｂ－Ｃｏ包ＷＣ、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｓｉ－Ｂ系合金,比较各种材料的熔覆层的显微组织、物相形貌、相结构和力学性能。研究了熔覆层的强化与熔覆材料之间的对应关系,证明超细网状的合金化合物更有利于提高熔覆层的耐磨性。     

铜基材料上激光熔覆镍基合金的结合强度

用高功率密度激光在铜基材料表面涂敷一层具有优异性能的镍基合金层。其间的结合强度是评价熔覆层质量的关键指标之一。试验结果表明,只要激光熔覆工艺合适,那么镍基合金激光熔覆层与铜基材料间就会形成冶金结合,此结合强度高于熔覆层的抗拉强度,其值大于90MN/m².     

激光熔覆增强风机叶片耐冲蚀磨损的研究

本文使用自制的冲蚀磨损试验机对ＦＺＮＷＣ－３５合金熔覆层进行冲蚀试验。结果表明激光熔覆一定成分的镍包ＷＣ粒子合金粉末的表层具有高出２０ＭｎＭｏ基材２－３倍的相对耐冲蚀性能。该涂层同时兼备有韧性材料和脆性材料抗冲蚀的优点，即在低角冲蚀时，熔覆层呈现脆性材料冲蚀特点，而在高角冲蚀时又呈现韧性材料冲蚀特点。     

AlSi7Mg铝合金表面激光熔覆WC增强镍基合金熔覆层的组织与性能

在AlSi7Mg铝合金表面制备单道和多道WC增强镍基合金激光熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、稀释率和显微硬度.结果表明:当激光扫描速度由3.3 mm·s-1增至6.0 mm·s-1时,单道激光熔覆层中的气孔和裂纹变少;在扫描速度4.6 mm·s-1、光斑直径1.0 mm、搭接率20％条件下,多道熔覆层中WC颗粒主要分布在熔覆区与过渡区界面处,裂纹和气孔分别位于搭接处和熔覆层底部;第1道熔覆层及最后1道(第5道)熔覆层的稀释率比第2～4道的高约10％;WC增强镍基合金熔覆层中生成了AlNi、Al3 Ni、M7 C3、M23 C3等析出相,其平均稀释率约45％,显微硬度约1100 HV.     

扫描速度和稀土元素对激光熔覆(WC+SiC)/Ni基复合涂层显微组织和性能的影响

利用２ｋＷ 的ＣＯ２ 激光器在１６Ｍｎ 钢表面激光熔覆（ＷＣ＋ ＳｉＣ）／Ｎｉ基复合涂层,对熔覆层中的界面组织、显微硬度的分布及耐磨性作了分析,同时也分析了涂层合金元素中添加稀土元素对涂层性能的影响。     

扫描速度和稀土元素对激光熔覆（WC＋SiC）Ni基复合涂层显微组织和性 …

利用２ｋＷ的ＣＯ２激光器在１６Ｍｎ钢表面激光熔覆（ＷＣ＋ＳｉＣ）／Ｎｉ基复合涂层,对熔覆层中的界面组织、显微硬度的分布及耐磨性作了分析,同时也分析了涂层合金元素中添加稀土元素对涂层性能的影响。