不同工艺制备铁基非晶复合涂层组织与性能研究

分别采用大功率光纤激光器与超音速等离子喷涂设备在45号钢基体表面制备Fe基非晶复合涂层。采用扫描电镜、显微硬度计、X射线衍射仪对熔覆层进行微观组织和成分的研究;并分析熔覆层的显微硬度和耐腐蚀性能。结果表明,激光熔覆涂层成型良好,无明显的孔隙、宏观裂纹等缺陷,熔覆层与基体之间为结合强度较高的冶金结合。超音速等离子喷涂涂层存在一定的气孔、微裂纹等缺陷,涂层与基体之间为机械结合,结合强度相对较弱。激光熔覆层组织为柱状晶、树枝晶和非晶共存组织。激光熔覆层内组织致密,且析出了Fe-Cr、(CrFe)_7C_3化合物等硬质相。超音速等离子喷涂涂层截面形貌为典型的层状结构,涂层的非晶含量明显高于激光熔覆涂层,但由于其内部的孔隙和微裂纹,使激光熔覆涂层耐腐蚀性能优于超音速等离子喷涂涂层。     

纯铜表面激光熔覆WC-Co涂层研究

利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在纯铜基体上制备WC-Co涂层.利用维氏硬度计测试了其显微硬度,用扫描电镜分析了激光熔覆层的微观形貌.结果表明:所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成了良好的冶金结合.熔覆区表层的WC颗粒均匀分布,颗粒较小,形成了一层硬度很高的耐磨层,在熔化区中下部,组织为基体Cu和Co、W等组成的固溶体以及呈散落状分布着一些未熔化的大小不一的WC颗粒.激光熔覆区的显微硬度约为基体的10倍.     

45钢表面WC-12Co金属陶瓷激光熔覆层的组织与性能研究

采用火焰喷涂技术,在45钢表面预置一层WC-12Co并进行激光熔覆实验.SEM分析试样显微组织与形貌,EDS分析界面元素分布特性,HXD-1000B维氏显微硬度仪分析显微硬度分布特征.结果表明,经激光熔覆后,火焰喷涂层所固有的片层状组织消失,形成了较为致密的熔覆层,涂层与基体间呈现冶金结合状态;熔覆层显微组织由表及里依次呈现多边形块状、枝晶状、颗粒状.熔覆层表层硬度最高,随着深度的增加,硬度逐渐下降,熔覆层与基体界面处硬度发生突变.     

激光熔覆超音速火焰喷涂陶瓷复合涂层的结构和性能

对YAG激光器产生的矩形激光束及在熔覆超音速火焰喷涂陶瓷复合涂层过程中激光功率对涂层组织和性能的影响进行了研究.采用扫描电镜分析了激光熔覆后的涂层组织结构,比较了采用不同激光输出功率2、3、4kW所得熔覆层的显微硬度和耐磨性能.结果表明:激光熔覆层与基体为冶金结合,熔覆层的硬度较喷涂层的硬度有所提高,并随着激光功率的提高而增加.激光熔覆层的磨损失重远低于喷涂层.     

激光重熔Cr等离子喷涂层的组织及其导电性的研究

用5kW CO2激光器对铜排表面的Cr等离子喷涂层进行重熔，并对激光熔覆层组织、硬度、导电性能进行了研究。结果表明，激光熔覆层的组织致密、均匀，与基体结合很好。涂层平均显微硬度为HV200，是基体的3倍左右。激光熔覆层和等离子喷涂层在0．35mm处的电导率分别为70.4％IACS和53，5％IACS．对于3mm厚的铜排，激光熔覆和等离子喷涂铜排的整体电导率则分别为96．2％IACS和92．6％IACS。激光熔覆层和激光熔覆后铜排的整体电导率均高于相应的等离子喷涂层及其铜排。     

15CrMo钢表面熔覆Ni-Cr-B-Si合金层的组织及性能

采用火焰喷涂的方法在15CrMo钢表面预置一层约0.4 mm厚的Ni-Cr-B-Si合金层,然后利用微束等离子弧作为热源进行重熔.通过试验深入分析了熔覆层与基材的结合界面、显微组织及成分分布情况,测试了熔覆层的显微硬度、耐磨性及抗腐蚀性等,并与基材进行了对比.结果表明,通过火焰喷涂+微束等离子弧重熔方法相结合制备的Ni-Cr-B-Si熔覆层,组织致密,界面清晰,成分过渡平缓,与基体达到良好的冶金结合;在优化工艺参数下熔覆层表面形成大量的等轴晶;由基材到熔覆层显微硬度呈阶梯分布,与基材220 HV0.025相比,熔覆层显微硬度提高到500～750 HV0.025,耐磨性也得到显著提高;电化学试验结果表明,在3.5%的NaCl腐蚀溶液中经微束等离子弧熔覆的镍基合金涂层的耐蚀性明显高于基材.     

激光重熔WC—Co涂层冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术在低碳钢表面喷涂一层WC-12Co涂层,然后对其进行激光重熔处理,考察熔覆后涂层、低碳钢以及喷涂层的冲蚀磨损性能.结果表明:冲蚀角60°时熔覆层的质量损失率最大,与低碳钢和喷涂层比较,冲蚀开始阶段,熔覆层的质量损失率较低,随着冲蚀次数的增加,氧化层被冲蚀,熔覆层质量损失率升高.金相观察看出,熔覆层的致密度要优于喷涂层;硬度测试显示熔覆层硬度稍低于喷涂层.由此可推出,激光熔覆改变了涂层的组织结构,对于涂层冲蚀性能有一定影响.     

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。     

纯铜基体上激光熔覆Ni60A涂层的试验研究

为了提高铜质结晶器的耐磨性和耐蚀性,在纯铜基体上进行了激光熔覆Ni60A涂层的试验研究.对熔覆层和熔覆层与基体结合区的形貌和微观组织进行了研究.对熔覆层的硬度、耐磨性和耐蚀性进行了测定.结果表明,熔覆层呈典型的快速凝固特征,组织良好,可以对基体提供强防护作用;熔覆层与基体元素相互渗透和稀释,得到了具有良好冶金结合与致密度的过渡区,而且基体稀释率很小;通过此表面改性处理可明显提高基体的耐磨性和耐蚀性.     

超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

分析比较了等离子喷涂、超音速火焰喷涂的WC／Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明：超音速火焰喷涂涂层具有与粉末相近的相结构，与等离子喷涂相比涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性，涂层与基体结合情况也得到很大的改善。     

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。     

汽车发动机用AZ91合金的激光表面改性处理

采用预置式两步激光熔覆的方法在汽车发动机用AZ91合金表面进行了等离子喷涂+激光熔覆改性处理,通过金相、扫描电镜、XRD、硬度和极化曲线等测试手段,研究了激光熔覆Al-Si层的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明,激光熔覆层主要由α-Al和（α-Al+β-Si）共晶组织组成;激光熔覆层的显微硬度要高于等离子喷涂层,且两种涂层的显微硬度都要高于基体合金;改性层和基体合金的耐腐蚀性能从高至低依次为：激光熔覆层>等离子喷涂层>AZ91合金。     

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。     

高速火焰与等离子喷涂WC／Co涂层的性能比较

分析比较了超音速喷涂与等离子体喷涂的ＷＣ／Ｃｏ涂层的形貌,显微组织结构,孔隙率,硬度及其耐磨性,结果表明超音速火焰喷涂的ＷＣ／Ｃｏ涂层具有与粉末相近的相结构,也说ＷＣ颗粒在超音速火焰喷涂过程中,只有极少部分被分解和氧化,同时涂层具有很高的致密度,硬度和良好的耐磨性,涂层与基体的结合情况也得到很大的改善。     

汽车用镁合金激光表面熔覆Al-Si合金涂层组织和性能研究

采用激光熔覆技术在汽车用镁合金表面制备Al-Si合金涂层,对Al-Si合金涂层的组织和性能进行研究。结果表明,Al-Si合金熔覆层组织主要为树枝晶,主要物相为Mg_2Al_3、Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si。镁合金激光表面熔覆Al-Si合金涂层硬度分为4个不同区域,分别为熔覆层、结合区、热影响区和镁基体,其中次表层硬度最高,基体层硬度最低。镁合金表面随着激光功率的增加,熔覆层耐磨性和耐腐蚀性能提高。随着激光功率的增加,耐磨性先增加后降低,耐蚀性逐渐提高。     

42CrMo钢表面激光熔覆颗粒增强Co基涂层的组织与性能

为改进矿用截齿的耐磨性能,使用激光熔覆技术在截齿用42CrMo钢基体表面制备Co基复合涂层,并分析涂层的微观组织、硬度和耐磨性。结果表明,熔覆层形貌良好且与基体呈冶金结合。在激光作用下,WC颗粒发生溶解并与多种元素发生反应,熔覆层主要由γ-(Co, Fe)和碳化物组成。熔覆层组织呈梯度变化,过渡区组织为平面晶、枝状晶和柱状晶,熔覆区组织则为等轴枝晶和均匀分布的富W、Ti的碳化物颗粒。熔覆层平均显微硬度为995 HV,远高于基体(328 HV),同时热影响区的硬度也大幅提高。在相同的磨损条件下,熔覆层摩擦因数较低,体积磨损量仅为基体的13.5%。在摩擦过程中,弥散分布的细小碳化物颗粒逐渐凸起并起到承担载荷和抵抗磨损的作用,使熔覆层具有良好的耐磨性,磨损机制为轻微磨粒磨损。激光熔覆技术制备的颗粒增强Co基涂层,组织致密,性能良好,能显著地提高42CrMo钢的表面硬度和耐磨性。     

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.     

铜合金表面激光熔覆Fe铁基合金研究

采用激光熔覆技术在QA19-4铝青铜合金表面激光熔覆Fe基合金。采用OM、XRD、显微硬度计对熔覆层的组织、物相和硬度进行分析,测试了铝青铜基体、Fe基激光熔覆层的冲蚀磨损性能。结果表明:激光熔覆层与铝青铜基体形成了冶金结合,无孔洞、夹杂和裂纹等缺陷,熔覆层中主要组织为γ-(Fe-Ni)、CrFe_4、Cu_(3.8)Ni等。熔覆层显微硬度最高为498 HV,平均显微硬度320 HV,是基体硬度的2倍;随冲蚀时间的延长,熔覆层失重量比QA19-4铝青铜基体的失重量要低得多,熔覆层的耐磨性比基体组织的耐磨性提高了近2倍,激光熔覆层的冲蚀耐磨性能得到明显提高。     

激光工艺参数对高硅铝熔覆层组织及性能影响研究

采用LWS-1000型Nd∶YAG激光器在1050铝合金表面激光熔覆制备高硅铝熔覆层。探索不同激光功率和扫描速度对熔覆层质量的影响,分析熔覆层的微观组织,测试熔覆层的硬度和耐磨性能。结果表明:在优化工艺参数下(激光功率170W,激光扫描速度200mm/min)制备出的高硅铝熔覆层与基体结合良好、组织致密、无气孔和裂纹,熔覆层中存在大量初晶硅,未发现明显共晶组织。熔覆层的横截面硬度值达到245HV,进行耐磨性测试后,相比基体耐磨性能明显提高。     

高锰钢表面激光熔覆及性能研究

利用表面激光熔覆技术对高锰钢试样进行了不同工艺条件的表面强化处理,对其组织和表面硬度进行观察和测试,并对其中一组结果最为理想的试样进行了熔覆层显微硬度、耐磨性及TEM分析。结果表明:激光熔覆层的硬度、耐磨性较高锰钢基体均有大幅度提高,在熔覆层与基体的过渡区内,局部存在非晶组织。