激光熔覆原位自生TiC-VC颗粒增强Fe基金属陶瓷涂层

采用钛铁、钒铁、石墨等组分,利用5 kW横流CO2激光器,氩气保护在低碳钢板上制备了致密、无孔隙与基体呈冶金结合的原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基熔覆层.利用金相显微镜、X射线衍射、电子探针及显微硬度计,研究了熔覆层的显微组织及性能.结果表明,钛铁、钒铁与石墨通过激光熔覆的反应,所得细小的TiC-VC复合碳化物增强相弥散分布Fe基体之中,熔覆层硬度从基体到表面呈梯度分布,较基体有显著提高.     

钛合金表面激光熔覆原位生成TiC增强复合涂层

利用Cr3C2和TiC生成自由能和稳定性的差异,通过激光熔化法在Ti6Al4V表面制备TiC颗粒增强钛基复合材料涂层,结果表明：选择合适的激光处理工艺,可使Cr3C2和Ti合金粉末通过原位结晶置换反应生成TiC/Ti复合材料熔覆层。亚微米级的TiC颗粒均匀地分布于复合材料的基体中,复合材料的基体组织随合金粉末的成分不同而改变。     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备出原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对熔覆层组织、成分和物相进行了分析,并测试了熔覆层显微硬度和耐磨性能.结果表明,激光熔覆层与基体呈良好的冶金结合,涂层中无裂纹、气孔等缺陷.涂层组织由γ-Ni、Cr7C3和TiC等相组成,原位自生TiC颗粒多呈菱形,尺寸在1～3μm之间,涂层显微硬度(800～1000 HV0.2)明显高于基体的显微硬度(300 HV0.2).激光熔覆层中存在颗粒强化和细晶强化等多种强化作用,显著提高了H13钢的耐磨性能.     

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层组织和形成机理

采用高频感应熔覆技术,以Ni60A、Ti粉和C粉为原料,在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层.借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和形成机理进行了分析.结果表明:感应熔敷层组织是由γ-Ni基体、枝晶间共晶组织(γ-Ni M23C6)以及弥散分布的TiC颗粒组成.原位生成的TiC颗粒尺寸细小,分布均匀,颗粒大小为0.5～1.0 μm.TiC颗粒是由微小八面体堆积而成,其形貌有八面体状和花瓣状.初晶TiC从镍溶液中生长时,由于TiC的生长不受限制,因此初晶Ti长成规则的八面体.当TiC以共晶的方式生长时,由于受到γ-Ni的影响,不可能自由生长,因此共晶TiC长成花瓣状.     

感应熔覆原位自生TiCp/Ni基合金复合涂层组织与摩擦磨损特性

以Ni60A、Ti粉和石墨粉为原料,利用感应熔覆技术在16Mn钢基材表面制备出原位自生TiC颗粒增强金属基复合涂层。应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织。结果表明:复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,复合材料涂层由TiC颗粒、-γNi奥氏体枝晶和枝晶间M23C6共晶组织组成;随着Ti C体积分数的增加,耐磨性增加。复合涂层的磨损机理为显微擦伤式磨损。     

激光熔覆原位自生Fe-Ti-B系复合涂层物相组织研究

采用钛铁、硼铁为预置粉末,利用激光熔覆搭接技术在碳钢基体上制备了Fe-Ti-B系原位自生颗粒增强Fe基复合涂层。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、电子探针对熔覆层的相组成和显微组织进行了研究,并用洛氏硬度计测量了涂层硬度。结果表明,涂层中原位自生的增强粒子包括TiB2、FeB、Fe2B和Fe2Ti。且随着涂层中Ti,B原子比例的不同,涂层的相结构发生相应演变。当涂层增强相为FeB＋Fe2B＋TiB2和TiB2＋Fe2Ti时,涂层的塑性降低,在激光熔覆应力的作用下产生裂纹,当涂层增强相为Fe2B＋TiB2及TiB2,可获得致密、无缺陷的熔覆层。同被强化基体相比,熔覆层硬度有较大提高,且增强相为FeB＋Fe2B＋TiB2的涂层具有最高的硬度。     

激光熔覆原位自生WxC颗粒增强镍基复合涂层

以Ni25、WO3、Al、石墨混合粉体为预制合金材料,采用YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在45钢表面原位合成了WxC颗粒增强镍基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）对涂层显微组织、相组成以及硬质颗粒的分布进行了观察、分析。结果表明,在高能激光辐照下,可以获得WC、W2C、W3C、Cr7C3弥散分布的多元硬质相增强的镍基复合涂层。WxC颗粒尺寸小于200 nm。涂层组织致密、无裂纹和孔洞等缺陷,与基体间有良好的冶金结合。涂层的显微硬度最高可达900 HV0.2,为45钢基体的4.5倍。     

激光熔覆TiCp／Ni合金自生梯度涂层及其自生机制

采用激光一步涂覆方法制备了梯度结构的ＴｉＣ／（Ｎｉ合金）复合涂层,熔覆层的组织由ＴｉＣ颗粒,γ－Ｎｉ枝状初晶及枝晶间的共晶组成,从熔覆层度部到顶部ＴｉＣ颗粒呈现连续的梯度变化,即颗粒尺寸从０．８μｍ增长到４．５μｍ,体积含量从４％增加到３３％,ＴｉＣ颗粒的形貌也相应地从近似“球形”,的细小粒过渡到粗大的花瓣状粒子簇,ＴｉＣ颗粒的长大主要来自颗粒的磁撞与粘结,凝固前沿对浮升速度引对较慢的ＴｉＣ小颗粒     

激光熔覆钛基复合涂层中原位自生TiC的形态特征与生长机制

为研究激光熔覆过程中原位自生TiC的生长机制,使用扫描电子显微镜对TC4+10%Cr3C2混合粉末CO2激光熔覆涂层中原位自生TiC的分布与形态特征进行了观察.结果表明,涂层中TiC主要以枝晶、颗粒丛和平均尺寸在0.5 μm左右的密集小颗粒3种形态出现,并表现出了"枝晶(表面附近)→颗粒丛(涂层中部)→密集小颗粒(结合界面附近)"的分布特点.涂层中的枝晶具有块状颗粒线性排列的特征,多呈十字状,二次晶臂间表现出较一致的取向;颗粒丛形貌中不同TiC颗粒间取向杂乱,表现为随机粘结,无明显取向;结合界面附近的密集TiC小颗粒多呈随机分布,表面光滑近球状,无明显的棱角.分析表明,涂层中不同形态的TiC分布主要取决于对应位置的过冷度和冷却速度.大的过冷度能够显著增加形核密度,而过高的冷却速度将导致TiC晶体长大不充分.涂层中原位自生TiC所表现出的上述分布与形态特征为TiC晶体自身的晶体学特点和液固前沿的温度、浓度梯度等因素共同作用的结果.     

Ni基WC金属陶瓷激光熔覆开裂特性的试验研究

针对Ni基WC金属陶瓷激光熔覆时涂层易开裂的情况做了试验研究，并对试验结果进行了热力学分析。     

激光熔敷原位合成WC增强铁基复合涂层的组织和性能

利用激光熔敷原位合成技术,以一定比例的Fe、C、W等粉末为熔敷材料,在Q235钢基体上原位反应合成WC颗粒增强型铁基涂层。分别采用OM、SEM、XRD、EDS、显微硬度、摩擦磨损等分析测试方法对熔敷金属的组织、成分和力学性能等进行研究。结果表明:合适的工艺参数下,能够得到无缺陷的与基体冶金结合的熔敷层金属,熔敷层内的硬质相主要为Fe_3W_3C、W_2C和很多晶粒细小WC;W粉颗粒尺寸影响熔敷层中WC的生成量,小尺寸的钨粉颗粒可以生成更多的WC,当W粉颗粒尺寸达到23μm时,出现了细小的六边形的WC形貌;适当提高Cr的含量可以增加熔敷层的硬度,但会减少WC的生成数量。激光熔敷层的硬度相比基体有很大提高,平均硬度可达到921 HV;耐磨性能远高于基体,当出现细小的六边形WC颗粒时,耐磨性能可达到基体的602倍。     

激光熔覆TiC金属基陶瓷涂层的研究

采用自动送粉模式在碳钢表面原位激光熔覆TiC金属基陶瓷涂层。测试了涂层的温度场并模拟计算了光斑能量分布。用XRD表征了粉末和涂层的物相,用SEM分析了涂层表面和横截面的显微组织。研究表明光斑直径大小对熔覆涂层温度分布和涂层微观结构、性能的影响显著。当光斑直径为2.8mm时,能量分布为“尖顶帽状”模式,涂层为均匀的枝晶组织且致密,其显微硬度最高可以达到1280HV。     

激光熔覆WC-Ni基金属陶瓷涂层的几何形貌特征

通过送粉式激光熔覆系统将WC-Ni基金属陶瓷粉末熔覆到45钢和铸铁基体上,观察其熔覆层的几何形貌特征。结果表明：以45钢为基体的金属陶瓷涂层,在功率变化很大的范围内其几何形貌特征良好;而以铸铁为基体的金属陶瓷涂层其几何形貌特征有缺陷,并分析了造成缺陷的原因。同时,将多元线性回归分析方法应用于激光熔覆层高度的预测。     

Microstructure and Tribological Properties of In-situ Synthesized TiB2- TiC/Ni Based Composite Coating by Laser Cladding

TITANIUM ALLOYS are structural materials widelyused in the aerospace,aeronautic and automobileindustries owing to low density,high specific strengthand good corrosion resistance.However,high frictioncoefficient and poor wear resistance limit theirapplication in friction components.The laser clad ceramic particle reinforced compositecoatings will remarkably improve wear resistance ofmaterial surface[1"31.The ceramic particles can beobtained by means of"adding"and in-situ synthesizedby chem…     

LaF_3对激光原位合成TiC/Ni涂层耐蚀性的影响

以Ni60、Ti、石墨、Mo及La_3为原料,在闸板表面激光熔覆原位合成了TiC/Ni复合涂层.利用SEM、电化学腐蚀系统对涂层组织和耐蚀性能进行分析.结果表明,未添加LaF_3,和添加3%LaF_3的熔覆层中存在异质相.自腐蚀电流升高,腐蚀电位降低,耐蚀性下降;添加2%LaF_3的熔覆层中异质相消失,腐蚀电流密度降低,腐蚀电位升高,钝化区宽度增加,耐蚀性提高.     

激光熔覆原位合成TiC-TiB2复合涂层

为了提高材料表面的强度及耐磨性,在Fe901自熔性合金粉末中添加了不同比例的(TiO2+B4C+C+Al)混合粉末,采用激光熔覆技术在45钢表面成功制备了TiC-TiB2增强复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和磨损试验机等对复合涂层的相组成、显微组织形貌及力学性能进行了分析,同时对反应体系进行了热力学计算。结果表明:复合涂层与基材呈冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷。反应体系满足原位合成TiC和TiB2的热力学条件。涂层物相由α-Fe、TiC、TiB2和(Fe,Cr)7C3组成。细小的方块状TiC颗粒和长条状TiB2均匀弥散分布于涂层基体上,可起到进一步细化组织及沉淀强化的作用。添加(TiO2+B4C+C+Al)混合粉末后,涂层组织明显细化且树枝晶数量减少,并且随着添加量增多,组织越细小。TiC-TiB2增强复合涂层显微硬度在720~760HV0.2之间,比不含TiC-TiB2的涂层提高了30%左右,耐磨性明显提高,混合粉末添加质量分数为50%时耐磨性最好。     

激光熔覆法制备复合纳米氧化锆涂层

以自制的氧化锆溶胶和氧化锆纳米粉为原料,采用激光熔覆法,通过控制激光能量,在不锈钢表面形成复合纳米氧化锆涂层.结果表明:粉体与溶胶的结合减少了粉体的扩散和体积收缩,得到与不锈钢结合良好且无开裂的涂层.     

钨极氩弧熔覆原位自生铁基复合涂层组织与性能

目的以钨极氩弧作为热源,在Q235钢表面原位自生铁基复合涂层。方法以铁粉、铁基合金粉(G302)、B4C粉末作为预置合金粉,设置两种粉末质量比Fe:B4C=15:1(记为S1)、G302:B4C=8:1(记为S2),在Q235钢表面原位合成铁基复合涂层。对涂层进行一系列组织性能表征,利用扫描电镜(SEM)分析涂层的显微组织,采用X射线衍射仪(XRD)分析涂层的物相组成,利用MHV-2000型数字式显微硬度计测量熔覆试样显微硬度的变化。结果在试样S1和S2中,涂层与基体呈现良好的冶金结合,在结合界面处没有气孔、裂纹等缺陷。通过XRD分析可知,预置合金粉末发生了化学反应且反应比较充分,没有B4C剩余。试样S1中的增强相主要由Fe_2B、Fe_7C3、Fe_3C组成,试样S2中的增强相主要由Cr-Fe、(Cr,Fe)7C3、(Fe,Cr)2B组成。试样S1中的硼化物及碳化物呈不连续网状分布;试样S2中的网状结构减弱,出现了块状和短棒状结构。试样S1和S2基体至涂层的显微硬度呈梯度变化,且涂层的显微硬度明显比基体高,S2中涂层的显微硬度达到1200HV0.1,约是基体硬度的6倍。结论利用上述预制合金粉可以原位合成铁基复合涂层。随着硼元素含量的提高以及Cr元素的加入,有助于改善硼化物形态,使其由网状结构向块状转变。原位生成复合陶瓷增强相均匀分布在铁基体上,涂层硬度显著提高。     

激光熔覆制备WC/Ni-Al基复合涂层高温稳定性研究

在不锈钢基材上通过激光熔覆Ni-Cr-Al-Co-Mo-W-Nb-Ti-C) WC粉末制备出WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基复合涂层,并将试样在1 000℃高温大气氛围内保温50h.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计对涂层高温时效前后的组织、相成分、硬度进行了对比分析和测试.结果显示激光熔覆WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层经1 000℃×50h时效后,涂层与基材之间没有出现裂纹、孔洞等缺陷,保持着良好的冶金结合.激光熔覆18wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层具有良好的高温稳定性;激光熔覆28wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层显微硬度也没有出现明显降低的现象,但合金元素出现了贫化现象.     

Microstructure of a Ni Matrix Composite Coating Reinforced by In-situ TiC Particles Using Plasma Cladding

THE TECHNOLOGY of a metal matrix composite(MMC)coating reinforced by ceramic particles oncheap metal substrates is a newly developed process.A powder alloy with a desirable composition is put onthe surface of a substrate.The powder and the toplayer of the substrate are simultaneously melted andrapidly solidified to form a dense coating and bondedtogether.Up to now,many cladding processes havebeen developed,including laser cladding'1'21,electroncladding and plasma cladding.The laser cladd…