等离子熔覆镍基涂层抗氧化性能的研究

采用预置式等离子熔覆方法在45钢表面制得Ni60以及Ni60+WC复合涂层,借助扫描电镜、能谱和X-射线衍射仪研究涂层的抗高温氧化性能。结果表明,在氧化膜形成的初期,氧化速率主要由氧的内扩散所控制,在氧化膜形成的后期则以Cr3+的扩散为主;涂层氧化膜的主要成分为SiO2和Cr2O3,其中Ni60+WC涂层表面的氧化膜中还有少量尖晶石结构相NiCr2O4。涂层的抗氧化性由涂层的成分和组织共同决定,WC颗粒的加入对涂层的抗氧化性有所提高。     

海水环境下镍基球形碳化钨涂层耐磨损性能研究

磨损和腐蚀一般始于材料的表面,对材料表面进行耐磨损和耐腐蚀防护是提高其运行可靠性、延长其使用寿命的一种有效手段。镍基球形碳化钨涂层具有高硬度、高韧性和优异的耐磨耐蚀性等特点,可以对海洋石油钻采装备的材料表面起到有效保护。研究结果表明,液相摩擦介质对磨损过程有明显的润滑作用,摩擦系数、磨痕的深度、宽度及磨损量都有较大幅度的减小;海水介质中,Ni60涂层磨损表面会发生摩擦化学反应。     

车轴钢表面激光熔覆铁基合金涂层研究

通过激光熔覆技术在车轴表面熔覆一层高强度铁基合金形成复合涂层,研究了复合涂层制备过程中,激光功率、扫描速度、送粉量三个参数对熔覆涂层质量的影响,并且通过正交实验法得到最佳制备工艺。测试结果表明,在此工艺下制备的铁基合金涂层的硬度约为890 HV,是原有基体材料EA4T钢(280 HV)的3倍多。对磨实验中,铁基熔覆涂层损失量较小,约为0.1 g,远小于对磨金属的损失量。铁基合金涂层的硬度和耐磨性相较于基材都得到较大提高。     

FeCrAl基高温抗氧化陶瓷涂层抗热震性能的研究

采用陶瓷粘结相与Cr2O3制成料浆,在空气中1300℃下熔烧制备FeCrAl基高温抗氧化陶瓷涂层。研究了分散相Cr2O3的添加量和涂层厚度对试样抗热震性能的影响。结果表明:当Cr2O3的添加量为50%(质量分数,下同)、涂层厚度100μm和熔烧制度为1300℃×60min的条件下,涂层试样的抗热震次数可达16次(室温←→1200℃)。采用SEM、高温热膨胀仪等测试手段对涂层试样的组织结构及性能进行表征,揭示了涂层组织结构与抗热震性能之间的关系。     

稀土对激光熔覆生物陶瓷涂层性能的影响

采用激光熔覆的工艺方法制备出含稀土的硼CaP陶瓷涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和体外模拟体液(SBF)浸泡实验,对涂层物相组成、组织形貌和生物活性进行了研究。结果表明添加稀土氧化物La2O3之后,羟基磷灰石衍射峰明显上升,晶粒明显细化,涂层表面沉积的类骨磷灰石明显增多,生物活性明显改善。     

激光熔覆涂层的研究现状

综述了激光熔覆耐磨涂层和激光熔覆生物涂层的研究现状,归纳整理了激光熔覆涂层的分类及性能影响因素等相关内容,并为激光熔覆涂层的研究和发展指出了方向。     

激光熔覆技术制备新型Al-TiC复合涂层的研究

采用预置激光熔覆技术,将Al-Ti-C混合粉末预置于铝合金基体表面,并在氩气保护下,利用YAG激光器实现了在铝合金表面原位形成Al-TiC复合熔覆层。通过改变激光束能量密度和激光束扫描速度等工艺参数,获得了不同工艺条件下的激光熔覆层,并对其显微组织、物相分布及耐磨性能进行比较研究。结果表明由于激光能量密度和激光束扫描速度不同,所形成的熔覆层中TiC的分布状态有很大差别。随着激光能量密度的增大,TiC分布趋于均匀。当激光束扫描速度为2.5mm/s、激光束能量密度为6.09 J/mm2时,熔覆层具有最高的耐磨性能。     

高温熔烧法在304不锈钢表面制备硅酸盐基陶瓷涂层的性能

以硅酸钠+硅酸钾溶液(质量比1:2)为粘结剂,采用高温(800°C)熔烧法在304不锈钢表面制备了4种陶瓷骨料含量不同的硅酸盐陶瓷涂层。使用扫描电镜、X射线衍射仪和热重分析仪表征了所得涂层的形貌、物相和成膜过程中的质量变化,考察了涂层的高温氧化动力学行为,探讨了涂层厚度与结合强度之间的关系,测试了涂层的抗热震性能。结果表明,以8%Al粉、6%SiC、6%B_4C、4%钛白粉和4%玻璃粉制备的涂层表面平整。基体中的Fe元素与陶瓷骨料组分之间相互扩散与渗透,形成了AlB_2、Fe_xTi_yO_z等新的晶相。该涂层在厚度为150μm时与基体的结合强度为26.1 MPa,经1 100℃高温氧化5 h后单位面积氧化增重量仅为0.21 mg/cm~2,表现出优异的抗高温氧化性能。该涂层的热膨胀系数与金属基体最接近,因而表现出最好的抗热震性能。     

激光熔覆制备金属陶瓷选择性吸收涂层的研究

针对金属陶瓷选择性吸收涂层的制备技术进行创新性探索,利用SYSWELD软件进行温度场的模拟分析,并首次将激光熔覆法和表面涂覆法相结合,在不锈钢基体上制备了Ni/Mo-TiC金属陶瓷单层涂层。结果表明,模拟计算的熔宽、熔深和实测值相吻合,熔覆过程的稀释率约为13.0%,说明涂层的冶金结合良好。此外,涂层在600℃退火1h后,其吸收率为80.7%(热处理前为79.8%),热发射率为6.0%(热处理前为5.5%),而且光学吸收性能无明显变化,物相组成较稳定,说明该涂层的高温稳定性好。     

铜对铁基合金激光熔覆涂层的影响

采用激光熔覆技术在Q235A钢表面制备Fe/Cu复合涂层,利用XRD,SEM,TEM和滑动磨损试验等方法研究了Cu对铁基合金激光熔覆涂层的影响.结果表明,未经时效处理的Fe/Cu熔覆层主要是由α-Fe、正交结构的M7C3和M23C6构成.在马氏体上分布着高密度的位错,而且位错沿着熔覆基材向熔覆层方向延伸分布.熔覆层经时效处理后,ε-Cu颗粒沿着M7C3相由过饱和α-Fe中弥散析出,对其周围的位错起钉扎作用.时效后熔覆层的表面耐磨性能显著提高.     

Ti-6Al-4V合金表面激光熔覆NiCrBSi＋5%BN涂层组织和性能

Ti-6Al-4V合金具有比强度高、耐蚀性能好等优点,在航天、航空、石油和化工等新科技工业部门广泛使用。在表面激光熔覆金属-陶瓷复合涂层是改善钛合金性能的重要方式,利用XRD、SEM和EDS等分析手段对NiCrBSi＋5%（质量分数）BN熔覆层的微观组织进行分析。利用HV-1000型显微维氏硬度计测试激光熔覆试样的硬度。     

不锈钢基二氧化铅-碳化钨-氧化铈复合电极的制备

研究了不锈钢基体上PbO2-WC-CeO2复合电极材料的电沉积工艺,通过分析其在由65g/LZn2+和150g/LH2SO4组成的电解锌液中的析氧动力学参数、Tafel曲线以及扫描电镜观察,考察了温度、电流密度和WC、CeO2固体颗粒质量浓度对该电极催化活性和耐蚀性的影响,确定了复合电沉积的较佳工艺:CeO240g/L和WC20g/L,电流密度25mA/cm2,温度60°C。在此工艺条件下可以获得致密、均匀的不锈钢基PbO2-WC-CeO2复合电极材料,其交换电流密度为0.732A/cm2,腐蚀电流密度为3.924×105A/cm2。     

镍-碳化钨纳米复合镀层的制备与性能

采用电镀的方法制备出Ni-WC纳米复合镀层,镀液组成为:NiSO4·7H2O 250 g/L,NiCl2·6H2O 30 g/L,H3BO3 30 g/L,光亮剂0.1 g/L,纳米WC颗粒5～ 30 g/L,表面活性剂及分散剂适量.研究了温度、电流密度及pH对复合镀层外观的影响,得到最佳电镀工艺条件为:温度50～55...     

激光熔覆工艺参数对高熵合金涂层性能的影响及其优化

采用同步送粉激光熔覆技术在Q235钢表面制备了CoCrFeNiMo高熵合金涂层。采用单因素试验研究了工艺参数对涂层形貌及性能的影响,并分析了其作用机理。通过正交试验得到最优工艺参数为:激光功率1000 W,进给速率4.5 mm/s,搭接率35%。此时涂层的平整度标差为0.036 mm,显微硬度为308.98 HV,平均腐蚀速率为0.0178 g/(m²·h)。结果表明,在试验范围内,涂层的平整度随着激光功率、进给速率和搭接率的提升得到改善,显微硬度和耐蚀性的变化趋势相同,它们与工艺参数对显微组织的影响相关。     

激光熔覆Al2O3+TiO2复合陶瓷涂层的微观结构

研究了４５＃钢表面Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２复合陶瓷激光熔覆层的微观组织和相结构、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２复合陶瓷激光熔覆涂层由α－Ａｌ２Ｏ３,ＴｉＯ２,γ－ＴｉＯ２,γ－Ａｌ２Ｏ３及Ａｌ２ＴｉＯ５相组成,消除了等离子喷涂层的层状组织特征,形成了大致方向的柱状晶,晶内为溶入了Ｔｉ及少量底层元素的α－Ａｌ２Ｏ３;晶界为由ＴｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３形成的Ａｌ２ＴｉＯ５相,溶有少量的Ｃｒ,Ｆｅ,Ｙ取代了Ａｌ２ＴｉＯ５     

激光熔覆Fe基高Cr涂层组织及抗CO_2腐蚀性能研究

采用激光熔覆方法制备了Fe-20Cr、Fe-30Cr、Fe-40Cr共3种不同Cr含量的Fe基涂层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了涂层的微观组织和物相,借助电化学工作站测试了涂层在含CO2饱和地层水中的腐蚀行为,并与P110套管钢进行了对比。结果表明:激光熔覆Fe基含Cr涂层皆为冶金结合,熔覆层质量良好。在地层水中通入CO2后3种涂层腐蚀趋势变大,但由于表面疏松CaCO3和MgCO3产物的形成,抑制了涂层的腐蚀。低Cr含量的Fe-20Cr涂层具有较高的耐蚀性。Cr含量增加时,由于Cr23C6、Cr7C3等碳化物在晶界处析出,产生晶体贫铬区,进而降低了高Cr含量涂层的耐蚀性,但碳化物析出提高了涂层的硬度。     

添加氧化铈的氧化锆涂层显微组织和抗热震性能的研究

研究了CeO2添加剂对ZrO2涂层显微组织和抗热震性能的影响。ZrO2 9.0?O2涂层的抗热震次数可由不添加CeO2涂层的46次增加到105次,在热循环中形成网状微裂纹结构,不仅可以降低涂层的应力,也可提高涂层开裂的临床温差,从而改善其抗热震性能。