WC初始状态对激光熔覆Ni60/WC涂层组织及性能的影响

分别以Ni60+30 mass％WC粉末和Ni60+30 mass％Ni包WC粉末为原料,采用激光熔覆技术在45钢表面制备了Ni60/WC涂层,研究了WC初始状态对激光熔覆Ni60/WC涂层组织及性能的影响.结果 表明:涂层表面质量均良好,无明显裂纹及气孔等缺陷;观察涂层截面组织发现形貌发现,涂层均能与基体形成良好的冶金结合,但Ni60+30 mass％WC涂层内部存在少量孔洞和微裂纹,WC粒子较大,而Ni60+30 mass％ Ni包WC涂层组织均匀且致密,内部无气孔和裂纹,WC粒子分布相对均匀;Ni60+30 mass％WC涂层和Ni60+30 mass％Ni包WC涂层的物相主要由γ-(Fe,Ni)、M23C6、 M7C3和WC等组成;Ni60+30 mass％WC与Ni60+30 mass％ Ni包WC涂层的平均硬度分别为53 HRC和57 HRC,平均摩擦系数分别为0.54012和0.53631,磨损量分别为0.00172 g和0.00132 g.     

激光熔覆WC/Ni粉末对冷作模具刃口修复的实验研究

目的 为实现冷冲模具凸模刃口的修复,研究了基体表面的倾斜角度对激光熔覆制备熔覆层质量的影响,寻找能够用于修复冲头刃口的最佳工艺方法,通过冲裁加工的数值模拟分析与实际冲裁,验证激光熔覆技术修复冷冲模具刃口的可行性。方法 在不同倾斜角度的Cr12MoV基材表面上,分别采用垂直于地面和垂直于基体表面两种熔覆方法制备WC/Ni熔覆层,通过熔覆层的截面形貌、结合质量变化以及硬度的分析,选取最佳的修复工艺。利用X 射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）,对比分析了基材表面倾斜角度变化对熔覆层截面组织形貌与物相组成的影响。根据熔覆层的平均硬度检测值以及被加工板料实测数据建立有限元仿真模型,利用磨损累计法对其求解,得出符合预期的使用寿命后,将修复冲头参与实际冲裁加工,验证激光修复冷冲模具的可行性以及有限元仿真模型的可靠性。结果 选择激光功率为1.2 kW,扫描速度为2 mm/s,送粉电压为8 V,离焦量（基体与熔覆头的直线距离）为12 mm,当基体的被熔覆表面相对于地面的倾斜角度不超过50°且与激光束形成的夹角不超过35°时,制备出的熔覆层质量较高。基体表面倾斜时,熔覆层的峰值点始终位于熔覆层中心区域,熔池最大深度值会向靠近激光头的一侧移动。采用垂直于地面和垂直于基体表面两种熔覆方式,在不同倾角的基材表面上制备得到熔覆层,其均由γ-Ni（Fe）、Fe6W6C、Fe2B、WC、W2C、Cr7C3、W2B等硬质相和复杂的间隙化合物组成,基材表面倾斜角度的变化只对熔覆层组织结构的细化程度以及各元素的质量分数产生影响。结论 使用激光熔覆技术搭配合适的修复工艺,不仅可以有效地修复磨损失效后的冷冲模具,还能起到局部改性的作用,熔覆过程中生成的碳化物等硬质相对修复区域硬度的提高起到了主要作用。修复后的冲头的平均使用寿命为5283次/支,与有限元寿命预测的仿真结果5600次/支基本吻合,进一步验证了有限元仿真模型的准确性。     

Ni+WC基粉末激光熔覆对柱塞组织和硬度的影响

采用Ni+WC基粉末激光熔覆对严重磨损的高压水除鳞机用柱塞表面进行修复,利用光学显微分析和扫描电子显微分析方法,对熔敷层、结合层和基体进行显微组织观察及能谱分析,并测定了不同区域的显微硬度.结果表明:国外试样的基体是铁素体和奥氏体组成的双相钢,过渡层为Ni25、熔覆层为Ni60+WC的试样,熔覆层的组织分布均匀,熔覆层有大量的WC质点分布,显微硬度值较高,峰值硬度为1000 HV.     

45钢表面激光熔覆Ni/WC性能研究

研究了在45钢表面激光熔覆Ni60合金时,WC对熔覆层组织性能的影响,分析了Ni/WC配比对熔覆层显微硬度、耐磨性及金相组织结构的影响。结果表明,采用Ni60+30%WC合金粉末进行激光熔覆时,能得到显微硬度和耐磨性俱佳的熔覆层。     

激光熔覆Ni60A+WC/12Co复合涂层的组织及性能

采用激光熔化同步输送Ni60A 30wt%WC/12Co复合粉末，在适度预热后的45钢表面激光熔覆获得了一定厚度的复合涂层。涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的Co包WC颗粒。熔覆过程中Co包WC颗粒很少发生溶解。涂层与基板为冶金结合，对基板的适度预热避免了涂层的开裂。所得涂层具有很高硬度，涂层基体硬度为1030HV0.3，Co包WC颗粒硬度达2050HV0.3。     

激光工艺参数对Ni60/WC涂层裂纹率及组织的影响

采用单因素试验,依次改变激光功率(P)、扫描速度(v)、搭接率(O)和送粉量(Q),研究了各参数对Ni60/WC涂层裂纹率和组织的影响,并借助能谱仪和X射线衍射仪分析了涂层的相组成及元素分布。结果表明:Ni60/WC涂层裂纹率与P成正比,与v成反比,在合适的P、v下,O和Q对裂纹率的影响不明显;涂层与基体均能形成良好的冶金结合,各参数对晶体生长方式无明显影响,整个熔池从底部到顶部依次是平面晶区、胞状晶区、较细小枝晶区和细小等轴晶区;晶粒度主要由冷却速度ε决定,晶粒度与P成正比,与v和O成反比,但随着Q的增加,晶粒度先减小后增大;Ni60/WC涂层主要由γ-(Fe, Ni)、W₂C、Fe₃W₃C、M₇C₃、M₂₃C₆及Ni₄W等物相组成,其中WC部分以颗粒形式存在,起到第二相强化的作用,部分与熔池中的Fe、Ni等元素形成合金碳化物,在晶界上以网状析出,起到晶界强化的作用。     

激光熔覆WC增强Ni基复合涂层的研究进展

激光熔覆是一种新型表面改性技术,具有能量密度高、稀释率可控、涂层与基体呈现良好的冶金结合等优点,且快热快冷的特性有利于在基材表面形成具有细小致密组织的涂层,从而获得耐磨耐蚀等优异性能.WC增强Ni基复合涂层因兼具陶瓷材料优异的耐高温、耐磨性和金属材料良好的强韧性,近些年成为激光熔覆研究领域的热点.综述了激光熔覆WC增强...     

基材属性对Ni60A-WC激光熔覆涂层性能的影响

在304不锈钢(304SS)和Q235碳钢上分别熔覆Ni60A及Ni60A-WC金属粉末,以及添加Cr和Cr_3C_2的涂层,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析涂层的宏观形貌、微观组织和元素分布,用显微硬度计对涂层的硬度进行测试分析。结果表明:基材中元素成分的不同会导致涂层气孔和裂纹的差异,Ni、Cr元素含量高的304SS上的涂层气孔和裂纹数明显比Q235碳钢上的少;基材的导热性能对涂层的稀释率与性能具有明显影响,导热性能差的304SS稀释率大,WC颗粒分解多,涂层组织粗大;由于Q235导热性能好,冷却速率高,导致涂层硬度高,Ni60A+40%WC涂层平均硬度高达1 000HV_(0.2)。此外,Cr和Cr_3C_2的加入能有效防止涂层气孔的产生。     

激光熔覆纳米WC颗粒增强型合金粉末的研究

以Ni60作为粘接金属,掺入纳米WC为增强相,在16Mn钢表面用激光熔覆技术制备具有高耐磨性、高硬度和无裂纹的金属基复合材料熔覆层,分析了纯Ni60和不同含量纳米WC熔覆层的微观组织.在相同工艺条件下,讨论了纳米WC含量对熔覆层金相组织和表面硬度的影响,为制备高性能且与基体呈冶金结合的熔覆层提供了依据.结果表明,含纳米WC的合金粉末熔覆层硬度均高于纯Ni60粉末熔覆硬度,且随着纳米WC含量的增加,熔覆层表面硬度也增大,当纳米WC含量达到5％时,熔覆层表面出现了裂纹.     

氩弧熔覆工艺参数对Ni60+WC系熔覆层组织和耐磨性的影响

用自行设计的半自动氩弧熔覆设备熔覆Ni60 WC系合金涂层，研究了工艺参数对熔覆合金层的组织和耐磨性的影响。结果表明，增大电流和降低熔覆速度，会使熔覆层组织粗化，耐磨性降低。     

EFFECT OF OVERLAPPING TREATMENT ON MICROSTRUCTURE OF LASER CLAD WC/Ni60A COMPOSITE COATING

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｉｓａｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｈａｔｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｐｒａｙｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ,ｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｈａｓｓｏｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓ〔１,２〕ａｓｗｅｌｌａｓｒｅｍａｒｋａｂｌｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｔｈａｔｉｔｈａｓｂｅｃｏｍｅｑｕｉｔｅａｃｔｉｖｅｉｎｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆｍｏｄｅｒｎｍａｔｅｒｉａｌｓｃｉｅｎｃｅａ…     

Formation of WC/Ni hard alloy coating by laser cladding of W/C/Ni pure element powder blend

WC/Ni coating was formed by laser cladding of a W/C/Ni powder blend. The formed WC crystals have rectangular or quadrangle cross-section shapes with size of 2–30 μm. Step, twist and cross growth morphologies of WC formation were observed. The coating contains WC, CW_3, WNi, FeW₃C, Fe₆W₆C, W₃O, W, C, and (Fe,Ni) phases.     

低碳钢表面激光熔覆Ni60合金的工艺及性能

采用激光熔覆法,在20钢表面制备出Ni60合金熔覆层。通过金相显微镜分析了熔覆层的组织形貌,用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度,摩擦磨损实验仪进行了耐磨性试验,研究了激光功率、扫描速度等工艺参数对熔覆层组织性能的影响,确定了最优工艺参数。结果表明,在激光功率1800 W、扫描速度150 mm·min^-1的条件下,所得熔覆层表面光滑致密,组织细小均匀,与基体实现了良好的冶金结合;在此工艺参数下,熔覆层不仅具有较高的耐磨性能和较低的摩擦系数,且硬度提高到渗碳钢的约1.7倍。     

化学沉积法合成WC/Co粉体及其激光熔覆涂层的制备

采用化学沉积法合成了WC/Co复合粉体．通过激光熔覆的方法在2Cr13不锈钢基体上制备WC／Co复合涂层．并对复合粉体的成分、激光熔覆涂层的形貌、结构和性能进行研究、结果表明：复合粉体中Co的含量为17．23wt％,经过激光熔覆的复合涂层与基体之间达到了冶金结合．激光熔疆涂层可以分为三个区域：熔化区（合金层）,结合区及基村热影响区．复合涂层的显微硬度达到1200HV0.1。     

旁轴送粉式激光扫描熔覆工艺研究

以Q235钢为基板,采用IPGYLS-4000型光纤激光器以及旁轴送粉器,搭建旁轴同步送粉式激光扫描熔覆工艺试验平台,在基板上进行熔覆试验。研究了激光功率、扫描速度和扫描宽度对熔覆层成形尺寸和对熔覆层组织的影响,结果表明:随着激光功率增大,铁基合金粉末熔化量提高,单层金属熔覆层的余高增加;扫描速度对熔覆层熔宽和余高的影响均较大,随着扫描速度的降低,金属熔覆层熔宽余高均增加,裂纹数量增多。约束应力是导致熔覆层出现裂纹的主要原因,通过优选工艺参数可以获得工艺良好无裂纹熔覆层,为下一步研究激光扫描多层熔覆无(小)变形焊接技术提供理论和技术依据。     

WC颗粒熔解析出对Ni60熔覆层性能的影响

目的 确定含WC微粒镍基熔覆层中不同共晶相对熔覆层性能的影响规律。方法 通过等离子工艺制备含WC(质量分数10%)的Ni60熔覆层,并调整电流,以控制WC的熔解析出。通过维氏硬度计、剪切试验、磨粒磨损试验研究不同电流下熔覆层硬度、抗剪强度和耐磨性的变化情况,并通过扫描电镜和X射线衍射仪分析不同熔覆层的磨损形貌、组织和物相组成。结果 在不同电流下制备的熔覆层物相均主要为γ-(Fe,Ni)、M₂₃C₆、M₇C₃、WC、W₂C、FeNi₃、FeW₂B₂等。熔覆电流由110 A增至200 A时,熔覆层的硬度由846.7HV降至665.8HV,抗剪强度由174.9 MPa增至373.2 MPa。当电流低于140 A时,W、Cr、C等合金元素生成了块状先共晶相,可有效减轻磨粒磨损程度,提高耐磨性;当电流进一步增大时,W、Cr、C等合金元素以鱼骨状过共晶相析出,在磨粒磨损过程中易断裂、脱落,导致耐磨性下降。结论 熔覆电流的变化...     

液氮强制冷却对Ti6Al4V激光熔覆WC/Ni60A涂层微观组织和性能的影响

摘 要: 为改善Ti6Al4V钛合金的表面硬度和耐磨性能,采用液氮强制冷却辅助激光熔覆制备35％WC / Ni60A(质量分数)复合涂层,研究液氮强制冷却对熔覆层微观组织和力学性能的影响。基于X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析液氮强制冷却熔覆层的显微组织和物相组成;在室温条件下施加200N载荷以Si3Ni4陶瓷球为对偶件测试基体、空冷和液氮强制冷却熔覆层的滑动磨损性能,分析其磨损机理。结果表明：空冷和液氮强制冷却熔覆层都由α（Ti）,WC,W2C,TiC,TiNi,Ti2Ni,TiNi3,NiB相构成。但与空冷熔覆层相比,液氮强制冷却熔覆层组织均匀致密,晶粒尺寸和析出强化相更加细小,并在结合界面处形成取向一致性更强,更加均匀细密的定向凝固组织,呈现出与基体良好的冶金结合。液氮强制冷却熔覆层的平均显微硬度达到1363 HV0.2,硬度较基体和空冷熔覆层分别提高4倍和1.61倍。此外,液氮强制冷却熔覆层耐磨性分别为基体和空冷熔覆层的5.39倍和1.77倍。液氮强制冷却能有效提高激光熔覆层的显微硬度和耐磨性能。