钛合金表面电火花沉积WC涂层的研究

以WC为电极,采用不同的电火花强化工艺,在钛合金表面制备了强化涂层。为了比较不同工艺条件下获得涂层的组织结构,确定最佳的电火花沉积工艺,通过金相、SEM、EDS等试验方法对涂层的微观组织结构进行了研究。结果表明,仅改变电火花沉积参数对获得性能优良的沉积涂层效果不明显,当复合超声加工,并且达到一定频率范围时,可以明显改善涂层质量。所获涂层是由基体中Ti元素与WC电极发生反应生成的反应涂层,涂层的主要成分是TiC、W和W2C。     

电火花沉积制备WC涂层高速钢钻头研究

利用DZ-1400型电火花沉积机,以WC为电极,以氩气为保护气,在W18Cr4V高速钢麻花钻头表面制备了WC硬质合金涂层.利用光学显微镜观察分析了涂层金相,利用显微硬度计测量涂层的硬度和厚度.在干式切削条件下进行切削试验,分析比较了涂层钻头与未涂层钻头寿命和磨损情况.结果表明,WC涂层可显著提高刀具切削能力,延长其寿命,在钻削45钢和铸铁时,涂层钻头平均寿命分别比未涂层钻头提高了10倍和13倍,同时钻头磨损速度明显减缓.     

电火花沉积制备Fe-8B-Mo非晶涂层的可行性

为研究Fe-8B-Mo合金的非晶形成能力,采用电火花沉积工艺制备了4种Fe-8B-x Mo(x=13.62,23.62,33.62和43.62,w/%)合金涂层。通过X射线衍射仪(XRD)表征涂层的物相组成,探索获得非晶涂层的可行性,并采用扫描电镜(SEM)、显微硬度测试及摩擦磨损试验进一步研究所得涂层的微观组织与性能。结果表明:4种涂层都由非晶相、马氏体相和Fe2B相组成,其中,13.62%Mo涂层主要含Fe2B相和马氏体相,而23.62%Mo、33.62%Mo和43.62%Mo涂层主要含非晶相,且随着Mo含量的增加,涂层中非晶相含量逐渐减少。4种涂层的组织结构致密,缺陷少,与基体呈良好的冶金结合。23.62%Mo涂层具有最大的峰值显微硬度(1 138.1 HV0.05);同时,该涂层在摩擦磨损的稳定阶段具有最小的平均摩擦因数,且其2 h的磨损质量也最小,表现出更好的摩擦磨损性能。4种涂层的磨损机制均为磨粒磨损和疲劳磨损。     

BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层微观组织研究

以WC为电极,氩气为保护气,采用电火花沉积方法在BT20钛合金基体上制备了强化沉积层。利用SEM、EDS和XRD分析了沉积层的微观结构和物相,利用显微硬度计测试了沉积层截面的显微硬度。结果表明,沉积层主要由TiC、WC、W和W2C相组成,TiC是电极材料与基体材料反应形成新相,是沉积层的主要组成相;沉积层与基体结合致密,形成良好的冶金结合。沉积层表面呈"泼溅状"形貌,截面组织形貌中观察到纳米级微晶堆垛结构和少量的树枝晶,反映了电火花沉积过程的快速加热和冷凝机制。沉积层显微硬度呈梯度变化,涂层最大硬度是基体的3倍。     

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。     

点焊电极表面电火花沉积TiB_2涂层的特征

在CuCrZr电极表面通过电火花振动沉积制备了TiB_2功能涂层,测试了功能涂层的显微形貌、物相、硬度以及界面元素分布.试验表明,TiB_2涂层电极具有典型的电火花涂层结构,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.但TiB_2涂层结构不致密,存在裂纹和孔洞,硬度较低.随着电火花电容和电压的增加.涂层的硬度降低.元素扩散和涂层氧化的加剧,是导致涂层硬度降低的主要原因.由于基体Cu的气化、脆性剥落和熔敷棒的切削作用,沉积TiB_2后基体质量反而降低.高电压下电火花沉积以及预涂敷Ni,都会导致基体质量降低更多.     

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MCrAlY涂层及其高温氧化行为

采用DZ-1600型电火花沉积设备在不锈钢表面电火花沉积MCrAlY涂层,研究了工艺参数对沉积效率的影响以及涂层的组织结构和抗氧化性能之间的关系.结果表明,沉积效率与输出功率成正比,频率对沉积效率几乎无影响.涂层表面呈"泼溅状"形貌,整体呈现纳米级微晶堆垛结构,反映了沉积过程的快速冷凝机制.XRD分析结果显示,高温氧化后在涂层表面形成的氧化膜主要由Al2O3组成.在1000℃空气中氧化200h的结果表明,获得的MCrAlY涂层具有优异的抗高温氧化与抗剥落性能.     

BT20钛合金电火花沉积TiC涂层的微观组织研究

以石墨为电极,采用电火花沉积的方法在BT20钛合金表面制备TiC强化涂层。通过XRD、SEM、EDS和EPMA等检测手段对涂层的微观组织进行研究。结果表明：TiC强化层是反应涂层,强化相TiC由电极元素C和基体元素Ti反应生成。涂层的厚度不均匀,但涂层与基体实现了冶金结合。     

轧辊表面电火花沉积涂层的耐磨性

采用电火花沉积工艺,用WC陶瓷硬质合金在铸钢轧辊表面制备了一层合金涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等对沉积层的相结构、显微组织、显微硬度及耐磨性能进行了分析。结果表明:沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、W2C、Si2W等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,细小的硬质相弥散分布于沉积层中;沉积层的平均硬度为1915 HV0.3,约是基体硬度(352 HV0.3)的5.4倍;其室温耐磨性能比基体提高了2.1倍,高温耐磨性能比基体提高了1.9倍。室温下沉积层的主要磨损机理为磨粒磨损;高温下沉积层的主要磨损机理为粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损。     

钛合金表面电火花沉积WC电极的粘连行为分析

电火花沉积工艺具有热输入小,工件变形小,操作简单方便,适于现场操作等特点,在航空、航天、能源、核工业、医疗机械等各个领域都得到了广泛应用.针对目前关于电火花表面沉积的许多理论问题还不是很清楚这一情况,研究了在TC1合金基体上采用WC电极沉积时的WC电极的表面粘连现象,以及沉积时间对电极粘连程度的影响.分析表明,粘连在阳极表面的合金化金属层是多层结构,这是在电火花强化过程中,通过旋转电极与基体之间间断的或多次的"阳极粘连"后产生的.电极粘连程度随时间增加而加重,该层由Ti、W、C、Al等元素组成,该层中发生了冶金反应,生成了TiC.     

电火花沉积非晶涂层的组织结构与摩擦磨损性能

以Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀非晶态合金棒为电极,利用电火花沉积技术在ZL101铝合金表面制备了锆基合金涂层.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、显微硬度计和摩擦磨损实验机等对涂层的微观结构、表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能进行了分析测试.结果表明,沉积层表面较致密、均匀,为典型的“溅射状”花样形貌;沉积层主要由非晶、ZrO₂和Cu₈Zr₃等相组成;沉积层的平均显微硬度为1 555 HV 0.01,约为基材的15倍,摩擦系数仅为0.096,呈现出良好的减摩耐磨特性,沉积层的磨损机制主要为疲劳磨损和磨粒磨损.     

电火花沉积Invar/非晶复合涂层的组织与性能

采用电火花沉积技术在45Mn2钢基材表面沉积了Invar、Invar/非晶及Invar/非晶/Invar涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、摩擦磨损试验仪和电化学工作站等分析了沉积层的组织结构、摩擦磨损和电化学腐蚀性能。结果表明,制备的涂层致密、均匀,与基材呈冶金结合。采用Invar合金打底,获得了约60 μm厚度的无显著裂纹Invar/非晶/Invar涂层。Invar涂层为FCC固溶体结构,Invar/非晶和Invar/非晶/Invar涂层为非晶/固溶体复相结构。Invar、Invar/非晶和Invar/非晶/Invar沉积层的平均硬度分别为176.6、 757.7和772.8 HV0.1,摩擦因数分别为0.44、0.21和0.19。提高沉积层非晶含量可提高硬度,降低摩擦因数,提高耐磨性。沉积层在3.5%NaCl溶液中没有明显的钝化现象,Invar、Invar/非晶及Invar/非晶/Invar涂层的自腐蚀电位分别为-0.74、 -0.54、-0.34和-0.31 V,自腐蚀电流密度分别为7.08、5.15、3.78和3.11 μA·cm^-2。电火花沉积的Invar/非晶/Invar涂层致密、均匀、无裂纹,可极大提高45Mn2钢基体表面的耐磨及耐蚀性能。     

40Cr钢表面电火花沉积WC的界面行为

以WC合金作为电极,氩气为保护气体,采用电火花沉积技术在40Cr钢表面沉积WC合金层,通过显微硬度计、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS),X射线衍射等测量方法,研究了40Cr钢表面电火花沉积WC层的显微硬度、表面状态、界面行为及相结构组成.结果表明,WC合金电火花沉积层存在微裂纹及气孔,主要由W、Fe6W6C、Fe3C和Cr23C6等相组成;沉积层显微硬度达820 HV,为基体的4.5倍;沉积层断面连续、致密,厚度为30 μm;沉积层与基体之间发生了元素的相互扩散与合金化过程,呈冶金结合,无明显界面.     

粉末预置法电火花沉积WC-8Co涂层分析

针对传统电火花沉积技术存在电极制备工艺复杂、涂层存在较多裂纹及孔洞的不足,把WC-8Co粉末置于电极与基体之间的脉冲放电通道内,利用电火花沉积工艺制备了WC-8Co涂层.对比分析了新工艺与传统工艺制备的涂层表面形貌、显微组织及摩擦磨损性能.结果表明,用新工艺制备的涂层表面平整、粗糙度低、组织致密,与基体呈冶金结合.与传统工艺相比,新工艺制备的涂层有良好的耐磨粒磨损性能.用粉末预置法制备涂层能提高电火花沉积效率,适于制备大面积的涂层.     

激光熔化沉积修复GH4169合金的组织与拉伸性能

通过激光熔化同步输送的GH4169合金粉末,在锻态GH4169合金基板上沉积出薄壁试样,分析了GH4169合金的微观组织、相组成,测试了拉伸性能。结果表明,所制备试样的沉积层和界面组织致密、无缺陷;激光沉积态组织为沿沉积高度方向生长的柱状枝晶组织,沉积态组织经过直接时效(DA)或固溶+时效(STA)处理后,枝晶间Laves相含量基本没有变化,经过均匀化+固溶+时效(HSTA)处理后,组织向等轴晶转变,Laves相含量减少;试样经过STA处理后,抗拉强度最高,达到锻态的84.5%,断后伸长率为锻态的96.7%,原始沉积态试样断后伸长率最高,高于锻态101.7%。     

沉积气氛对电火花沉积Mo2FeB2基金属陶瓷涂层组织与性能的影响

采用电火花沉积分别在空气和氩气中制备了Mo_2FeB_2基金属陶瓷涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了沉积气氛对涂层形貌、相组成、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,2种气氛中沉积所得涂层的组织结构都致密,涂层与基体间无分层,呈冶金结合的特征,但空气中沉积涂层的表面较粗糙,并发生了严重的氧化,涂层均匀性也较差。它们都主要由非晶相和马氏体相组成,但氩气中沉积的涂层含有更多的非晶相。氩气和空气中沉积涂层的最大显微硬度(HV_(0.05))分别为12 862和10 129 MPa,相差2733 MPa,前者涂层2 h的磨损量几乎仅为后者涂层的1/7,表现出更好的耐磨性。2种涂层的主要磨损机制都是疲劳磨损和磨粒磨损,但氩气中沉积涂层以疲劳磨损为主,空气中沉积涂层则以磨粒磨损为主。     

Wear characteristics of spheroidal graphite roll WC-8Co coating produced by electro-spark deposition

Electro-spark deposition(ESD) was adopted for preparing high property coatings by depositing WC-8Co cemented carbide on an spheroidal graphite roll substrate.The microstructure and properties of the coating were investigated by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) with energy dispersive X-ray(EDX) and ball-disc configuration wear tester.The results show that nanosized particles and amorphous structures prevail in the coating which is metallurgically bonded to the substrate.The microstructures of the transition zone include columnar structure and equiaxed structure.The primary phases of the coating contain W2C, W6C2.54, Fe3W3C, and Co3W3C.The results of abrasive test show that the coating has low friction coefficients(μaverage = 0.18) and the wear mechanisms are mainly abrasive wear, fatigue wear, and oxidation wear.The maximum microhardness value of the coating is about 17410 N/mm2.The study reveals that the electro-spark deposition process has better coating quality and the coating has high wear resistance and hardness.     

35CrMo钢部件电火花堆焊修复工艺研究

采用模拟试件，对35CrMo钢零部件的失重型损伤进行了基于电火花堆焊方法的精密修复工艺研究。分别采用光镜法、扫描电镜法、电子探针法和显微硬度法对堆焊接头进行了组织与性能分析。研究结果表明：电火花堆焊层与母材之间为冶金结合，焊接热影响区的母材不存在组织损伤，可以用与母材相同或相近的材料来进行填充型精密修复。     

GH738合金表面Al-Si渗层的制备及其抗氧化行为

采用热扩散法在GH738合金表面制备出Al-Si渗层。通过X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)分析了Al-Si渗层形貌、厚度、物相组成和元素分布;采用显微维氏硬度计测定了渗层的硬度;采用静态增量试验方法,在1200℃,对Al-Si渗层试样和GH738镍基合金基体进行了100 h的恒温抗氧化性能测试。结果表明,Al-Si渗层厚度可达120μm,渗层为明显的双层结构,外层为Al-Si层,内层为互扩散层;渗层物相组成主要为NiAl和Ni₂Al₃以及少量Cr₃Si;渗层表面硬度达到900 HV0.1左右,约为基体的3.5倍;Al-Si渗层氧化动力学曲线满足抛物线规律,氧化速率常数为0.0987 mg²·cm^-4·h^-1,表面形成比较致密的Al₂O₃保护膜,其高温抗氧化性能较基体提高了约5倍。