高频感应熔覆和表面热处理复合工艺制备的Ni-40WC层的性能研究

采用高频感应熔覆和表面热处理的复合工艺在40Cr钢基体上制备了具有40%WC增强的Ni基复合熔覆层。然后利用光学显微镜和X射线衍射对该熔覆层的显微组织和相结构进行分析,并对熔覆层进行显微硬度测试。结果表明,复合熔覆层与基体之间形成了牢固的冶金结合,熔覆层晶粒分布均匀、尺寸更加细小,细化晶粒对硬度有很大影响,能更进一步提高熔覆层的硬度。     

WC增强镍基合金高频感应熔覆层的研究

采用刷涂和高频感应熔覆的方法在42CrMo圆钢表面制备了0.6 mm厚WC增强镍基合金熔覆层。对熔覆层进行了显微组织、相结构分析及显微硬度测试。结果表明:WC增强镍基合金熔覆层的显微组织均匀致密,无明显的气孔、夹渣缺陷;沿截面依次为熔覆层、过渡区及基体。熔覆层的平均显微硬度可达600~700 HV0.2,与基体实现了冶金结合。     

45钢表面激光熔覆Ni35粉末的耐磨耐腐蚀性研究

利用同步送粉法,在45钢表面采用YLS-4000型光纤激光器熔覆一层Ni35合金粉末。对试样的金相显微组织进行了分析,对硬度进行了测试。采用电化学工作站和摩擦磨损试验机测定了熔覆层的耐腐蚀性和耐磨性。结果表明,熔覆层与基体层之间形成良好的冶金结合,熔覆层表面硬度约在450 HV0.2。激光熔覆层的自腐蚀电位正向移动明显,熔覆层的磨痕宽度明显小于基体的磨痕宽度,说明熔覆层的耐腐蚀性和耐磨性与基体相比较有了很大提高。     

半导体激光熔覆钴基合金的组织与性能研究

采用2 k W半导体激光器在304不锈钢表面进行同轴送粉的激光熔覆Co基合金试验,以提升其表面性能,解决失效问题。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪研究了熔覆层的显微组织和相结构。采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和气蚀装置测试了熔覆层的显微硬度、耐磨性与抗气蚀性。结果表明,Co基合金熔覆层组织均匀、致密,与基体结合良好,没有微观裂纹与气孔等缺陷。熔覆层组织主要由初生γ-Co枝晶固溶体及其间的共晶组织组成,其主要组成相为γ-Co、Fe Ni固溶体、Co Cx和Cr23C6等碳化物。熔覆层最高显微硬度为484 HV0.2,平均显微硬度为474 HV0.2,较基体提高2倍以上;熔覆层的平均摩擦系数和磨损量分别为基体的50.8%和29.2%;熔覆层的抗气蚀性能较基体提高了2.7倍。     

基于激光熔覆的35CrMo钢轴类零件修复再制造

针对轴类零件的工作条件,采用激光熔覆的方法,在35CrMo钢表面熔覆3540铁基合金粉末和Ni00镍基合金粉末,借助光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计等实验设备,研究了熔覆层的形貌、组织特征及显微硬度;通过拉伸实验设计,研究了熔覆层、熔覆层与基体之间的结合强度。研究分析结果表明,两种合金粉末都与基体形成了良好的冶金结合,无明显裂纹或气孔,熔覆层组织致密,晶粒细小。采用3540合金粉末制备的熔覆层的显微硬度高于Ni00合金粉末试样的熔覆层,而在熔覆区与熔合区交界处两种熔覆材料试样显微硬度差别不大,都明显高于基体的硬度,有利于提高零件的耐磨性。拉伸试验结果显示,3540合金粉末和Ni00合金粉末制备试样的平均抗拉强度分别为637.6 MPa和614.7 MPa,在进行拉伸实验过程中,断口出现在中间熔覆层,说明熔覆层与基体间实现了良好的冶金结合,拉伸过程没有出现明显的屈服现象。     

水泵叶轮表面电火花熔覆WC-8Co耐磨涂层的机械性能研究（英文）

为了增强水泵过流部件表面抗气蚀、磨蚀的能力,采用电火花表面熔覆技术,结合独创螺旋往复式加工方法,在水泵叶轮常用材料1Cr18Ni9Ti表面制备了WC-8Co熔覆层。结合扫描电镜、显微硬度测量仪和摩擦磨损试验机分析了熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明,熔覆层组织均匀、连续、致密,没有明显的裂纹和孔洞,熔覆层和基体材料没有明显的分界线,呈冶金结合;熔覆层的显微硬度HV0.3最大值达到18 920 MPa,平均硬度值为17 950 MPa,比水泵基体材料硬度(2600 MPa)提高了近6倍;熔覆层的耐磨性是水泵基体材料的3.75倍,熔覆层的磨损机理主要是黏着磨损和磨粒磨损。     

Mechanical Properties of WC-8Co Wear- Resistant Coating on Pump Impellers Surface by Electro- Spark

为了增强水泵过流部件表面抗气蚀、磨蚀的能力,采用电火花表面熔覆技术,结合独创螺旋往复式加工方法,在水泵叶轮常用材料1Cr18Ni9Ti表面制备了WC-8Co熔覆层。结合扫描电镜、显微硬度测量仪和摩擦磨损试验机分析了熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明,熔覆层组织均匀、连续、致密,没有明显的裂纹和孔洞,熔覆层和基体材料没有明显的分界线,呈冶金结合;熔覆层的显微硬度HV0.3最大值达到18 920 MPa,平均硬度值为17 950 MPa,比水泵基体材料硬度（2600 MPa）提高了近6倍; 熔覆层的耐磨性是水泵基体材料的3.75倍,熔覆层的磨损机理主要是黏着磨损和磨粒磨损。     

Q235钢等离子弧熔覆铁基合金涂层的组织分析

采用等离子弧熔覆技术,选择合适的工艺参数,在Q235钢基体上熔覆Fe-Cr-B-Si-C铁基合金耐磨涂层.采用OM、SEM、EDS等研究了熔覆层的组织,并用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度分布.结果表明:熔覆层与钢基体呈冶金结合,组织致密;熔覆层主要由马氏体和Cr23C6组成,显微硬度从表面向基体逐渐降低,呈梯度分布,近表面的最高硬度达到670HV0.2.     

40CrNiMoA钢表面激光熔覆铁基合金的组织及力学性能研究

利用激光熔覆技术在40CrNiMoA钢表面制备铁基合金熔覆层。利用显微硬度计测试熔覆层的硬度;利用万能力学实验机进行拉伸实验,测试了熔覆层的力学性能;利用SEM观察熔覆层表面及断口的显微组织。结果表明:激光熔覆铁基合金组织表面平整光滑、无气孔、无裂纹,具有金属光泽,与基体形成良好的冶金结合。熔覆层表层到底部的显微组织依次为等轴晶、树枝晶和柱状晶,激光熔覆层的整体硬度均高于基体。熔覆层的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为990 MPa、693 MPa、18.2%,断口呈现大量韧窝,实现了强度和塑性的同步增强。40CrNiMoA钢表面熔覆铁基合金组织能够有效地改善力学性能,以达到延长其使用寿命的目的。     

SCH13钢表面激光熔覆CoNiCrAlY合金

采用2kWCO2激光器在SCH13钢表面激光熔覆CoNiCrAlY合金,选择最佳的工艺参数进行激光熔覆处理,可获得性能优良的熔覆层组织.利用扫描电子显微镜及能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机对激光熔覆层的微观组织形貌、结构及成分、显微硬度和磨损性能进行了系统分析研究.结果表明,CoNiCrAlY合金激光熔覆层与SCH13钢基体存在良好的冶金结合,熔覆层组织细密,无裂纹,稀释率较低,界面处成分均匀平滑过渡;熔覆层主要由γ-Co,FeCr0.29Ni0.16C0.06,FeNi,CoCx及Cr23C6组成;熔覆层平均显微硬度较基体提高3倍以上,其相对耐磨性较基体提高了3.42倍.     

TC4钛合金表面激光熔覆复合涂层的组织和耐磨性

采用5 kW横流CO₂激光器,在TC4钛合金表面熔覆TiC、TiB₂与Ni的混合粉末,制备了无气孔、无裂纹、组织均匀致密的复合涂层。用SEM、EDS、XRD、显微硬度计以及立式万能摩擦磨损试验机分析了激光熔覆层的显微组织、成分和物相,测试了激光熔覆层横截面显微硬度,以及覆层耐磨性能。结果表明,激光熔覆复合涂层与基体呈冶金结合;熔覆层组织从表层到结合区呈现出由棒状、块状向树枝状、颗粒状转变的趋势,且主要由Ti、TiC、TiB、Ti₂Ni、TiNi等相组成;熔覆层显微硬度最高可达863 HV0.2,为基体的2.5倍;熔覆层耐磨性能较TC4钛合金明显提高。     

汽车用AZ31镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

通过激光熔覆Al-Si涂层的方法对AZ31镁合金表面进行了改性,研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明,熔覆层主要由Mg₂Si、Mg₁₇Al₁₂、Al₃Mg₂、Al₂Mg相组成,与基体呈冶金结合,硬度最高达到152 HV;耐磨性和耐腐蚀性较好,磨损失重及腐蚀速率分别为基体的1.75倍和1.88倍。     

灰铸铁玻璃模具材料与镍基合金粉末熔覆性能的研究

用普通电阻炉加石墨保护的方法成功地在铁素体基灰铸铁及珠光体基灰铸铁基体上制备了镍基自熔性合金粉末复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、CMT4305型万能测试仪等分别对复合材料的显微组织、成分分布、显微硬度以及结合强度等进行了观察和测试。试验表明,在基体与覆层熔覆的过程中存在着元素的相互扩散,促进了二者之间的冶金结合,且铁素体基灰铸铁与镍基覆层之间的结合好于珠光体基灰铸铁,另外由于元素的扩散使基体与熔覆层组织的显微硬度呈梯度分布。     

低碳钢表面激光熔覆层与热喷涂层组织与性能对比

利用CO2激光器在Q235低碳钢表面激光熔覆了Ni25合金涂层。用扫描电镜、显微硬度计对熔覆层的微观组织、显微硬度进行了测定与分析。结果表明：激光熔覆层质量良好,基本无裂纹、气孔等缺陷,覆层中存在着大量的树枝晶,与基体之间为冶金结合,结合强度高;而热喷涂层质量不好,存在明显的孔洞和间隙,与基体之间为机械结合,结合力微弱;经过激光重熔之后覆层的硬度明显高于喷涂层的硬度,且2种覆层的硬度均比基体的硬度要高。     

超高强度钢表面激光熔覆层的组织及力学性能

采用激光熔覆技术在30Cr Mn Si Ni2A钢表面制备了熔覆层,借助金相显微镜、显微硬度计、纳米压痕仪和拉伸试验机等对熔覆层的微观组织与力学性能进行了分析。结果表明:熔覆层与基体结合较好,主要由熔覆区、界面结合区、热影响区和基体4个区域构成。熔覆层的显微硬度、纳米硬度及弹性模量分别较基体提高约9.2%、4.0%和6.5%,熔覆层与基体具有相近的耐磨性。熔覆层的抗拉强度、屈服强度及断后伸长率分别为基体的91.3%、92%和89%,能够满足30Cr Mn Si Ni2A钢构件的损伤修复与再制造。     

激光熔覆NJ-4镍基合金涂层显微硬度的探究

目的探究晶体尺寸、组织结构和过冷度对NJ-4镍基合金涂层显微硬度的影响规律,找出一定组织结构和晶体尺寸下的最佳显微硬度。方法采用正交实验对基体进行激光熔覆,然后分析组织结构、晶体尺寸和过冷度对合金涂层硬度的影响。结果不同组织结构的NJ-4镍基合金涂层显微硬度有很大差异。从熔覆层的上表面到下表面依次为树枝晶、等轴晶、胞状枝晶、等轴晶、树枝晶、板条状马氏体。晶体结构依次变化时,显微硬度先增大、后减小、再增大,在熔覆层上部的等轴晶处的显微硬度最大。此外显微硬度还受到晶体尺寸和过冷度的影响。激光为熔池凝固提供特殊的冷却环境,抑制了凝固过程中杂质的析出,降低了缺陷的产生概率,提高了熔覆层硬度。激光熔覆层产生的板条状马氏体镶嵌在基体和熔覆层之间,提高了冶金结合强度,测量发现熔覆层的显微硬度是基体的2.5倍以上。结论熔覆层的显微硬度最终由组织结构、晶体尺寸和过冷度决定。     

718H模具钢等离子熔覆涂层的组织和性能研究

采用等离子熔覆技术在718H模具钢表面熔覆铁基合金粉末,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和材料表面性能综合测试仪对熔覆层的显微组织、化学成分、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:等离子熔覆铁基合金粉末的熔覆层的组织近表面为细晶区,中间为柱状晶,熔覆层与热影响区的交界处有一条平面晶组织,熔覆层与基体形成了冶金结合,热影响区组织为板条状马氏体;从基体到表面硬度大致呈梯度分布,熔覆层的硬度达到800 HV,大于基体材料的硬度;熔覆层中有较多M7C3碳化物和γ-(Cr-Ni-Fe-C)合金固溶体相,磨损量小于基体材料的,熔覆层的耐磨性明显好于基体材料。     

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.     

单体液压支柱激光熔覆层的组织与摩擦学特性

为延长单体液压支柱的使用寿命,在矿用单体液压支柱用钢27Si Mn表面激光熔覆Fe基合金粉末,制备多道熔覆层;分别对其显微组织、显微硬度和耐磨性进行分析研究。结果表明:熔覆层无裂纹,与基体呈冶金结合,组织均匀,为细密枝晶组织;熔覆层的平均硬度为636.27 HV0.3,是基体的1.93倍;前后两道搭接区的硬度高于未搭接区的硬度;熔覆层在50~200 N的载荷条件下耐磨性良好,第二道与第三道熔覆层搭接区的耐磨性最好;熔覆层在50~200 N载荷时,磨损过程非常平稳,随载荷增加,摩擦系数降低,载荷大于250 N,磨损过程变得不平稳。     

45# 钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末

目的提高45#钢的表面性能。方法利用IPG光纤激光加工系统,采用不同的工艺参数在45#钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末,对熔覆层的宏观表面(平整度、表面硬度、裂纹情况)及金相组织、显微硬度分布进行对比分析。结果在激光功率为1200 W、扫描速度为2 mm/s、送粉电压为7 V时,获得的熔覆层宏观表面相对平整光滑,平均洛氏硬度约是基体的2.5倍。由微观组织分析得知,熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,熔覆层中上部组织晶粒细小,沿熔覆层与基体交界处向外,晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固。熔覆层显微硬度分布比较均匀,并且与基体相比提高了约1.5倍。结论 45#钢表面机械性能得到提升,在其表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末具有可行性和研究价值。