电火花振动沉积TiC功能涂层的显微组织与性能

为了提高镀锌钢板点焊电极的寿命,以TiC为沉积材料,在铬锆铜球型点焊电极表面进行了电火花振动沉积功能涂层的工艺试验,研究了首次单点沉积、限时沉积、清洗前处理、扩散后处理等方法获得功能层的显微组织与性能.结果表明,首次单点沉积后功能层呈溅射状,类似树枝晶.限时沉积后材料由强化层、过渡层、热影响区、基体组成.强化层结构致密、硬度很高;过渡层有微孔及微裂纹,存在明显的元素互扩散,表明功能层与基体之间为冶金结合.通过清洗前处理可改善过渡层的显微组织,而不影响功能层硬度;而扩散后处理改善了过渡层的组织,但降低了功能层的硬度与厚度.     

前后处理对电火花沉积TiC涂层性能的影响

以镀锌钢板点焊用铬锆铜球型电极为基体,进行了电火花沉积TiC涂层工艺试验,并分别进行了沉积前处理(清洗与粗化)与沉积后热扩散处理的对比试验,采用SEM、OM、显微硬度计等分析了涂层的微观形貌,测定了涂层的平均硬度与厚度.结果表明,前处理活化了基体表面,减少涂层与基体界面的分层,但不影响涂层内部结构,涂层的厚度和硬度变化不大.后处理促进了元素扩散,明显改善了涂层内部以及界面的微观结构,减少了裂纹和分层,使涂层的厚度减小.后处理释放了涂层内应力,导致涂层硬度降低.     

35CrMo钢表面电火花沉积NiCr合金强化层特性的研究

采用电火花沉积技术,以NiCr合金为堆焊电极,在35CrMo钢表面沉积NiCr合金强化涂层。用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,用SEM,EDX,XRD等方法表征了涂层的微观结构、化学成分分布及相组成。结果表明:涂层的表面显微硬度约为基体的2倍;涂层与基体的主要元素发生了相互扩散,涂层是由基体与NiCr合金电极发生反应形成的冶金结合层,主要成分为NiCrFe和FeNi。     

电火花沉积法在铜电极表面制备TiB2/Ni涂层

为了提高镀锌钢板用点焊电极的使用寿命,在铜电极表面涂覆过渡层Ni后沉积了TiB2涂层。通过SEM和XRD分析了Ni和TiB2涂层的物相和微观结构,并测试了其显微硬度。结果表明：由于材料具有良好的塑性,预涂覆的Ni涂层结构致密无裂纹,与基体Cu无分层;而TiB2涂层内存在裂纹和孔洞。通过过渡层Ni将TiB2涂层和基体Cu粘结起来,获得了较理想的涂层。随着电火花放电电容和电压的增加,TiB2的氧化程度增强,Cu和Ni大量扩散进入涂层表面,使TiB2/Ni涂层的硬度降低。由于TiB2良好的导电和导热性能及高的硬度,TiB2/Ni涂层电极在点焊时的塑性变形降低,寿命比无涂层电极和TiC涂层电极得到了明显提高。     

35CrMo钢表面电火花沉积WC合金涂层的界面行为

以WC合金为电极,采用电火花沉积技术在35CrMo钢表面沉积WC合金强化涂层,考察了涂层的断面显微硬度,并通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)、X-射线衍射(XRD)等表征了强化涂层的微观结构.结果表明:涂层的表面显微硬度约为基体的2.5倍.涂层的耐磨性显著提高;涂层与基体的主要元素发生了相互扩散,所获涂层是由基体与WC合金电极发生反应的冶金结合层,涂层的主要成分是Fe7C3、Fe3W3C、Fe7C3、Fe7W6、Fe3W3C和Fe7W6.     

电火花沉积反应合成TiN增强金属基复合涂层

利用自制的电火花沉积充气密闭式保护装置和DZ-1400型电火花沉积机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在45钢试件表面上电火花沉积反应合成制备了TiN增强金属基陶瓷复合涂层.利用X射线衍射仪测定了涂层的物相组成,利用扫描电子显微镜观察分析了涂层的显微组织结构,利用硬度仪测试了涂层的显微硬度,利用自制磨损试验装置对比了涂层与淬火W18Cr4V高速钢的耐磨性能.结果表明,涂层与基体结合致密,涂层主要由电极材料钛、原位自生的TiN和基体材料铁组成,涂层的平均显微硬度可达1 323 HV0.1,涂层具有较好的耐磨性.     

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)。     

TA2表面电火花沉积Zr/WC复合涂层特性及界面行为研究

目的通过在TA2表面进行电火花沉积改变其表面性能。方法采用电火花沉积技术,在基体TA2表面制备Zr/WC复合涂层,然后分别用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDX)、X射线应力分析仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机分析涂层的微观组织、化学成分分布、残余应力、显微硬度分布以及涂层的耐磨性。结果复合涂层连续、均匀,厚度约为50~80μm;涂层表面不平整,存在很多小坑和粘连,涂层内部有少量气孔和裂纹;复合涂层与基体的主要元素Ti、Zr、W之间发生相互扩散,并发生冶金反应;经过电火花沉积后TA2表面存在较大的残余应力,通过改变工艺参数可有效控制残余应力;复合涂层表面显微硬度值最高能达到960.5HV200g,约为基体的4倍;经过电火花沉积Zr/WC复合涂层的试样磨损量远远小于TA2试样,ε_w=4.1,沉积层的耐磨性比基体材料提高了3.1倍,经电火花沉积制备复合涂层后表面的耐磨性显著提高。结论在TA2表面电火花沉积Zr/WC复合涂层可以改善其表面性能。     

点焊电极表面电火花沉积复合涂层的组织和性能

采用振动电极电火花沉积的方法在点焊电极表面得到合金复合涂层,用XRD、SEM、EDX,显微硬度仪以及焊接试验研究了涂层的显微组织和性能。结果表明,沉积涂层是由TiC、Cu、CuNi2Ti组成的复合涂层;复合涂层形貌的主要特征是表面呈现裂纹以及由于电弧放电引起的飞溅坑;涂层与基体之间是良好的冶金结合;在1N载荷下复合涂层的显微硬度HV高达1144。与无涂层的电极相比,电火花沉积处理的电极寿命提高了1.4倍。     

H13钢表面电火花沉积钼涂层的摩擦磨损特性研究

在H13钢表面电火花沉积钼合金涂层,研究了其组织结构及摩擦磨损特性。结果表明,钼合金涂层由白亮层、扩散层和热影响区组成;钼元素与基体元素相互扩散形成冶金结合;合金层的显微硬度(约为1482HK0.025)较H13钢(280HK0.025)提高5倍左右;电火花沉积Mo合金层后摩擦系数明显降低,磨损质量损失仅为基材的1/7,抗磨性能显著提高。     

Mass loss of copper alloy electrode during TiB2 coating by electrospark deposition

Titanium diboride was deposited on the surface of spot-welding electrodes for zinc coated steel sheets due to its high electrical and thermal conductivity and potential to prolong the lifespan of the electrodes, and mass of the electrodes was measured after every 30 s during depositing. The results showed that the as-deposited electrodes are losing their mass during the process, which is completely different from the deposition of TiC. Evaporation of copper and oxidation of TiB₂ at high temperature generated by electrosparking play the most important roles in the mass loss. Cutting and flaking of the brittle coating also contribute to the mass loss. The cracks within the coating are channels for the leakage of the evaporated substrate material. The mass of the electrodes decreases as the pulse energy increases with the voltage increasing. Pre-coated nickel contributes to the mass loss of the electrodes too.     

Process of mass transfer of amorphous alloys under low-voltage electric spark treatment

Theoretical and experimental studies revealing the physical essence of electric spark deposition (ESD) are presented. The mathematical model is developed for mass transfer during low-voltage ESD of the electrode material, which makes it possible to calculate the mass of material being transferred from the anode to the cathode and control this parameter by changing the initial voltage, the capacitance of the capacitor unit, and the amplitude and vibration frequency of electrode. The mathematical model is confirmed by an experimental study of erosion traces left by electrodes made of amorphous alloys based on cobalt (84KKhSR) and iron (2NSR). The regression exponential dependences of the mass of the material deposited on the cathode on the initial voltage are plotted. The discrepancy between the calculated and experimental values of the mass of material deposited on the cathode does not exceed 5%.     

电火花沉积工艺及沉积层性能的研究

为了研究电火花沉积工艺对沉积层组织结构及沉积层性能的影响,改善电火花沉积层的表面质量.采用新型电火花沉积设备,以YG8电极材料,H13(4Cr5MoSiV)钢为基体材料进行了沉积实验.通过工艺实验,研究了沉积时间、沉积功率、沉积电压、沉积频率和沉积气氛对沉积层的影响规律,用X射线衍射仪分析了沉积层的组织结构,通过硬度实验和抗磨损实验测定了沉积层的纤维硬度和抗磨损性能.试验表明,电火花沉积工艺对沉积层的组织结构和沉积层性能有影响,沉积层内的白亮层含有大量复杂化合物,具有高的纤维硬度和高的耐磨性.     

CuNiCoBe与CuCrZr合金电极的点焊性能比较及其失效分析

文中对比研究了CuNiCoBe合金与CuCrZr合金电极点焊镀锌钢板的性能,并利用超景深显微镜,光谱仪、XRD等分析测试手段研究了电极表面的剥落、端部塑性变形的程度及表面合金层的成分和物相等,分析了电极失效机理.结果表明,在相同的点焊工艺参数下,CuNiCoBe电极点焊寿命达到3 500点,为CuCrZr电极寿命1 500点的2.3倍.CuCrZr电极寿命低于CuNiCoBe电极的原因在于CuCrZr合金强度硬度低,易形成剥落孔洞、塑性变形大,电极端部尺寸增大明显.表面合金层的成分和产物和CuNiCoBe电极的不尽相同.     

718钢电火花沉积Ni-Cr合金涂层的组织特征及性能

利用电火花沉积技术,采用自制Ni-Cr合金电极在718模具钢表面制备了Ni-Cr合金涂层,分析了涂层的显微组织、硬度及耐磨性能.结果表明:涂层靠近基体的组织为细小的枝晶,而涂层中部及外层组织为超细晶粒;能谱分析显示,在涂层与基体界面处,Fe及Ni,Cr元素的含量发生突变;涂层的硬度由表层向基体方向呈梯度分布,最高可达8...     

Ti/TiB2多层镀层的组织和性能研究

为了进一步提高超硬TiB2镀层与基体的结合力,采用磁空溅射法在高速钢表面上制备了多层相间的Ti/TiB2超硬镀层.利用多种实验方法测试和研究了镀层的组织结构,形貌,表面粗糙度,硬度和与基体的结合力.结果表明,镀层的Ti/TiB2相间层数对这些性能有很大的影响.当层数从二逐渐增加到十二,TiB2镀层的（001）织构逐渐消失而变成无择优取向,镀层表面粗糙度增加,但镀层硬度基本不变.只有当层数为十二时,镀层硬度才明显降低.结果也表明,多层镀层可有效地提高镀层与基体的结合力,并存在着一最佳的多层结合.本文也对多层结构对其它组织和性能特征的影响进行了分析.     

电火花沉积Ni基涂层的质量过渡及电极损失

采用逐层沉积的方法,在基材表面获得了1-8层Ni基电火花涂层,探讨了电火花沉积过程中Ni基电极的质量过渡规律及电极材料的流失形式。结果表明:Ni基电极向基材的平均质量过渡系数为0.76;电极的损失有气化、液态溅射和氧化三种形式;氩气保护在沉积过程中起重要作用;随着沉积层厚度的增加,基材对涂层的稀释越来越小。     

激光重熔镍镀层复合工艺制备铜合金表面涂层

在铜合金表面先预置镍镀层再激光重熔以获得界面冶金结合可靠的新涂层. 通过优化工艺参数,并利用多种分析手段研究了涂层的组织、界面结构和显微硬度. 结果表明,室温下采用4 200 W半导体激光重熔0.4 mm厚镍镀层可获得无缺陷且界面冶金结合可靠的激光熔覆涂层;所获新涂层组织均匀致密,物相由重熔前的γ-Ni镀层转变为重熔后的(Ni,Cu)固溶体;涂层硬度约为135 HV0.05,稍高于CuCrZr基体硬度. 镍镀层的预置和半导体激光的应用提高了铜基表面激光能量的吸收率;新涂层与铜基体间组织成分及硬度匹配保证了良好的界面相容性和可靠的界面结合.     

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层。采用循环伏安(CV),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系。结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善。在Sn含量为70mol%时,有最大的比电容值485.07F/g。该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍。     

球墨铸铁轧辊电火花沉积层组织结构和性能

采用电火花沉积方法将YG8电极材料沉积在球墨铸铁轧辊材料上,制备了WC沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能.结果表明:沉积层主要由Fe_3W_3C、Co_3W_3C、W_2C和Fe_7W_6等相组成,沉积层与基体呈冶金结合,Fe_7W_6、W_2C等硬质相弥散分布于沉积层中,部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸;沉积层硬度分布不均匀,平均硬度为1759 HV0.3;沉积层具有优异的耐磨性,其磨损性能是基体的3.7倍;沉积层的磨损机理以粘着磨损和疲劳磨损为主,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度以及耐磨性提高的主要因素.