纳米WC增强Ni基合金喷熔层在不同介质中抗泥浆冲蚀性能研究

采用氧乙炔火焰喷熔工艺制备了Ni60CuMo和纳米WC增强Ni60CuMo两种Ni基合金喷熔层,采用XRD、SEM方法分析了喷熔层的组织结构,测量了喷熔层的硬度和电化学性能;研究了两种喷熔层在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能。结果表明,纳米WC增强Ni60CuMo合金喷熔层的组织结构为纳米WC呈块状均匀镶嵌在γ相固溶体和Cr23C6、Cr7C3等硬质相之间,形成弥散强化,使其硬度提高了约13%;纳米WC增强的Ni基合金喷熔层在3.5wt.%NaCl介质中比Ni60CuMo喷熔层具有更低的腐蚀电位与更高的腐蚀电流密度,它在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能分别比Ni60CuMo喷熔层提高了约53%和20%。纳米WC的加入显著提高了Ni基合金喷熔层的抗泥浆冲蚀性能,但在3.5wt.%NaCl介质中,由于WC与NiCr合金之间形成了大量微电池,加速了喷熔层的腐蚀磨损,使其抗泥浆冲蚀性能的增强效果受到削弱。     

宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和性能

研究了宽带激光熔覆铸造WCp/Ni梯度复合涂层的组织和性能。结果表明,涂覆层与基材之间实现了冶金结合。熔覆层由基体组织γ-Ni枝晶、共晶组织γ-Ni M23C6、未熔铸造WCp以及M6C、M7C3、M23C6组成。熔覆层内硬度分布均匀、从熔覆层至基材的硬度变化平缓,避免了裂纹的产生。熔覆层的耐磨性随WCp含量的增加而提高。19－4号试样的耐磨性最好,比基材提高了3倍以上。     

激光熔覆耐硫酸腐蚀 Ni 基合金组织及性能的研究

根据耐硫酸腐蚀阀门的性能要求,研发出了符合性能并适合激光熔覆的合金粉末。使用半导体激光在 304 不锈钢基体上熔覆耐高温浓硫酸腐蚀熔覆层。使用扫描电镜、EDS、XRD 对熔覆层的组织结构进行分析,熔覆层 内主要由 Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36、FeNi₃、Fe_0.64Ni_0.36、γ-(Fe,Ni)等物相组成。对熔覆层的显微硬度和洛氏硬度进行测定, 熔覆层的显微硬度范围在 HV0.2600 ~ HV0.21000 内,洛氏硬度约为 HRC63;熔覆层在 120°C,98% 浓硫酸中的腐 蚀速率为 0.0205mm?a^-1,耐腐腐蚀等级为 4 级,对熔覆层的耐腐蚀机理进行了分析。硬度及耐腐蚀性均达到硫酸 生产企业对耐硫酸腐蚀阀门的性能要求。在此基础上,在阀门样品上制备了耐腐蚀激光熔覆层样件,为工程应用 奠定了基础。     

CrN与Cr-C-N涂层在海水环境下的微观结构及摩擦学性能

采用离子镀技术在硅片基体上对CrN涂层进行碳元素掺杂得到Cr-C-N三元复合涂层,利用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、X射线光电子能谱仪(XRD)等对其涂层组织形貌及成分进行表征,用摩擦磨损试验仪及电化学工作站测试涂层的磨损及电化学性能。结果表明:对CrN涂层进行碳元素掺杂可得到Cr-C-N三元复合涂层,Cr-C-N中的C元素以硬质碳化物Cr7C3的形式在晶界区域偏聚形成"富碳"骨架网络,力学性能与耐海水腐蚀性能均有明显提升,同时涂层表面也因碳化物偏聚出现微区硬度差异较大的现象,承受载荷时应力不连续状态导致其摩擦因数较CrN涂层有小幅升高,但在大载荷高速滑动时表现出较低的磨损率。     

激光功率对碟阀表面熔覆Ni 基合金涂层性能的影响

采用半导体激光器在2205双相不锈钢表面激光熔覆Ni基合金涂层.借助扫描电镜、电化学综合测试仪和硬度测试仪等,探讨了激光功率对涂层稀释率、微观组织、耐腐蚀性能及硬度的影响.结果表明:激光功率越大,涂层稀释率越大,熔覆层与基体元素发生更多的对流扩散;熔覆层的耐腐蚀性能随激光功率的增加而降低,当激光功率为2.7 kW时,熔覆层的自腐蚀电位最低,为-0.46 mV,腐蚀电流最小,为3.47×10-5 A/cm2. 硬度测试实验表明,激光熔覆Ni基合金涂层硬度最高达680 HV,约为基体硬度的2.5倍.      

真空熔覆碳化钨/钴基合金复合涂层抗疲劳性能的研究

在45钢试样表面采用真空熔覆法制得碳化钨/钴基合金复合涂层,按照45钢热处理工艺对复合涂层进行正火处理,并借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪等先进的测试手段对复合涂层的组织结构和表面形貌进行观察分析.应用疲劳试验机对不同碳化钨含量的复合涂层进行弯曲疲劳试验.结果表明:复合涂层在正火处理后的弯曲疲劳强度大大提高,比熔覆状态合金涂层高150～200MPa;在高周疲劳时比正火45钢的疲劳强度高80MPa左右;正火处理后,含15%(质量分数)WC的复合涂层的弯曲疲劳强度最大;复合涂层的疲劳强度除与硬度相关外,还与复合涂层和45钢基体的界面结合强度、涂层内部缺陷等因素有关.     

管道3PE防腐涂层聚乙烯专用料的热性能研究

管道3PE防腐涂层使用的聚乙烯专用料在国内外输油、气工程中得到了广泛的应用,但对其热性能的研究鲜见报道。采用热重分析,结合Coats-Redfern法对热分解过程进行了研究,用红外光谱、力学拉伸等方法考察了不同加热温度对聚乙烯专用料的性能和组成的影响。研究结果表明:当热分解温度达到315℃以上时,聚乙烯专用料的失重速率迅速变大,371℃时失重速率达到最大;Coats-Redfern法适用于聚乙烯专用料的热分解动力学分析,整个热分解过程可分为四个阶段,其中第三失重阶段范围为316～402℃,活化能最高达到167.9kJ/mol,样品质量分数变化也最大,即从96.1%降低到12.0%;在245℃以上处理1h时,聚乙烯专用料的力学性能呈明显下降趋势,性能的下降主要是由于芳香族化合物及氧化产物的生成。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。     

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和耐磨性

为了消除激光熔覆过程中产生的裂纹，设计了一种梯度复合涂层并研究了其组织和耐磨性，结果表明，熔覆层与基材之间形成了良好的冶金结合。梯度复合涂层中有未完全溶化的铸造WCp和共晶组织γ-Ni Ni3B，还有凝固结晶析出的白色不规则块状组织M7C3、M6C、WC以及深灰色不规则块状组织W2C0复合涂层中形成了少量的非晶、纳米晶及高密度位错复合涂层耐磨性的最高值是基材的3倍以上。     

45钢激光熔覆镍基合金组织及性能研究

采用横流CO,激光器在45钢表面激光熔覆了一层镍基合金涂层,研究了激光加工工艺对熔覆层组织、性能的影响。结果表明：熔覆层宏观质量良好;熔覆层与基体形成了良好的冶金结合;熔覆层组织均匀致密并呈现出垂直于界面的定向凝固特征,从结合区到表面依次为平面晶、胞状晶、粗大枝晶、细小枝晶等;熔覆层显微硬度与绝对比能量有关,其值为12时有最大硬度,可达610．6HV,为基体硬度的4倍。综合考虑各影响因素并进行正交分析得出结论：送粉率7．1g／min、扫描速度2．5mm／s、激光功率3000W时为最佳工艺参数。     

热喷涂铝青铜 - 聚苯酯涂层耐磨性能研究

本文采用大气等离子喷涂工艺在典型零件支承环上制备了铝青铜 - 聚苯酯耐磨涂层, 测试了涂层硬度、 结合强度、 微观组织等性能, 重点考核了在转速 20000 r/min, 输入扭矩 800 N?m, 滑油温度 90~100℃, 滑油压 力 0.2~0.3 MPa, 运行时间 50 h 条件下的支撑环涂层整机台架试验后的耐磨性能; 试验结果表明, 制备的铝青铜 - 聚苯酯耐磨涂层硬度 89.6 HR15Y, 结合强度 25.5 MPa, 涂层组织均匀、 孔隙率为 15.18%, 采用目视和体视显微 镜检查台架试验后的典型件涂层外观状态, 通过高精度三坐标测量方法计算涂层的磨损量, 台架考核试验结果表 明, 典型件铝青铜 - 聚苯酯涂层完整、 光滑, 无开裂、 剥离、 剥落, 涂层磨损最严重位置的磨损量为 0.006 mm, 涂层耐磨性能优异。     

铝镁及稀土铝镁电弧喷涂涂层的耐腐蚀性能研究

采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了Al-Mg和Re-Al-Mg涂层,分别研究了这两种涂层的耐腐蚀性能,利用中性盐雾试验及电化学测试等试验方法研究了两种涂层的防腐蚀性能并通过扫描电子显微镜分析了Al-Mg和Re-Al-Mg涂层腐蚀前后的微观组织形貌,并讨论了涂层的结构及耐蚀机理,结果表明两种涂层在极化过程中都出现了明显的钝化现象,两种涂层在腐蚀过程中表面都会生成一层氧化膜,起到了物理屏蔽作用延缓了涂层的腐蚀速率,但稀土铝镁合金涂层的防腐蚀性能明显优于铝镁合金涂层,这是由于稀土元素的加入,降低了涂层的孔隙率,使涂层具有了良好的耐腐蚀性能。稀土铝镁合金涂层在中性盐雾试验中表现出的腐蚀速率是最慢的,电化学试验过程中其表现出钝化区域最大,具有良好的腐蚀与防护性能。     

喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂制备Cr3C2-NiCr涂层及耐磨、耐蚀性能研究

为了研究通过超音速火焰喷涂不同工艺下制备的 Cr3C2-NiCr 涂层的耐磨和耐腐蚀性能, 利用 HVOF 在 P92 钢基体表面通过不同工艺制备出 Cr3C2-NiCr 涂层, 并通过电子显微镜 (SEM) 和 X 射线衍射 (XRD) 分析涂层 的微观组织形貌和物相组成。 通过电化学工作站对不同工艺下的涂层样品以及 P92 钢基体进行测试, 探索各样品 在 0.5% H2SO4 溶液中的耐腐蚀性能。 通过磨擦磨损试验机测试各涂层的耐摩擦磨损性能, 并通过激光共聚焦得 到各样品的三维形貌和表面轮廓图。 结果表明, 影响涂层硬度的主要因素是涂层中存在的碳化物硬质相颗粒, 不 同工艺得到的涂层内部的硬质相颗粒分布不同。 在喷距 380 mm, O2 流量 880 L/min, 煤油流量 23 L/h 时获得的 涂层硬度最高 (995 HV5), 磨损率会随涂层硬度的降低而升高, 因此在该工艺参数下的涂层耐磨性能最好。 由于 影响耐蚀性的主要因素为涂层孔隙率, 在电化学腐蚀实验中, 在喷距 380 mm, O2 流量 830 L/min, 煤油流量 23 L/h 时获得的涂层具有最低孔隙率 (1.21%), 腐蚀电流密度为 0.51μA?cm-2。 相比于 P92 钢基体, 腐蚀电流密度减 小约 3 个数量级。     

超音速火焰喷涂Ni-MoS_2涂层结构与性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备了镍包二硫化钼涂层,二硫化钼的含量约为22%,试验并分析了涂层的显微结构、硬度、结合强度、摩擦学特性,结果表明,涂层致密,孔隙率低,结合强度为13.68MPa,硬度为HRB94.5,涂层有较强的抗裂纹萌生与扩展的能力。涂层干摩擦系数约为0.25～0.32,圆柱状的磨粒分布均匀,在摩擦副中有滚子的功能,能有效地减少磨损,涂层的磨损机理为磨粒磨损。     

TiC含量对激光熔覆Fe基复合涂层组分和性能的影响

采用激光熔覆技术在高锰钢基材上制备了不同TiC含量的Fe基复合涂层,研究了TiC含量对熔覆层组分和性能的影响.试验结果表明,熔覆层化学组分包含奥氏体、M7C3碳化物、TiC析出相和未熔TiC颗粒.随着TiC含量的增加,熔覆层硬度逐步增加,耐磨性能先增加后降低.     

铜铝 / 镍石墨封严涂层高温可磨耗性能研究

采用高温高速可磨耗试验机, 在温度为 450 ℃, 刮擦线速度为 350 m/s, 进给速率分别为 10 μm/s、 50 μm/s、 100 μm/s 条件下, 对铜铝 / 镍石墨封严涂层进行了高温高速可磨耗实验; 并利用体式显微镜、 扫描电镜、 能谱对 试样刮擦前后的微宏观形貌进行了分析。 同时, 对试样高温高速磨耗过程中叶尖与涂层之间的作用力和磨损质量 进行了分析。 研究结果表明, 涂层试样经磨削后部分试样表面会出现麻坑, 叶尖表面有涂层转移附着; 涂层粘附 转移现象随着进给速率的增加而减少; 叶尖与涂层之间的最大切向力、 最大径向力、 平均径向力和平均切向力均 随着进给速率的增加而增加, 涂层磨损质量随进给速率的增加而减少。 叶片磨损质量和叶尖磨损比值分析表明, 叶尖与对应的铜铝 / 镍石墨封严涂层构成的体系可磨耗性能匹配性较好。     

一种基于 Ni60 的激光熔覆耐磨合金粉末设计

针对Ni60合金粉末进行了成分设计优化,通过添加WC提高耐磨性,调整B和Si元素以及WC含量控制熔覆层的开裂敏感性,并进行了工艺验证,形成了激光熔覆专用耐磨合金粉末。结果表明:设计的新粉末经激光处理后,可获得无明显裂纹而微观裂纹少的较高质量熔覆层,熔覆层的开裂敏感性减小,耐磨性明显提高。     

工艺参数对超音速火焰喷涂Fe基非晶涂层性能的影响

Fe基非晶涂层具有优异的耐磨、耐蚀性能,以及较高的性价比,适合在表面防护涂层领域广泛应用。本文通过正交试验研究了煤油流量、氧气流量、送粉速率、喷涂距离对超音速火焰喷涂制备的Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能的影响。采用图像法、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能进行了表征。采用X射线衍射仪和扫描电镜分别对涂层的相组成和显微结构进行了表征。通过极差分析法分析得出以涂层孔隙率最低为目标的优化制备工艺,最佳喷涂工艺参数为:煤油流量0.41 L/min,氧气流量830 L/min,喷涂距离430 mm,送粉速率40 g/min。结果表明:送粉速率和氧气流量对涂层孔隙率影响较大,进而影响涂层的硬度及耐磨性能。孔隙率随着氧气流量和送粉速率的增加而增加,随着煤油流量和喷涂距离的增加而降低。制备的Fe基非晶涂层硬度达到1158.9HV0.2,孔隙率为1.22%,磨损实验的质量损失量只有316L不锈钢的一半。     

粘结剂对镍基复合粉末及涂层性能影响研究

本文对比分析了四种不同粘结剂制备的镍铬铁铝氮化硼复合粉末及涂层性能, 结果表明： A3 粘结剂的固 化性能和热降解性能与镍铬铁铝氮化硼复合粉末的粉末制备工艺及喷涂工艺匹配性良好, 制备的复合粉末的形貌 和性能较优, 以此制备的封严涂层组织均匀, 硬度为 62 HR15Y, 结合强度为 7.99 MPa, 耐盐浴腐蚀性能良好。