Ni基WC合金3D激光熔覆工艺研究

以正交实验规则设计3D激光熔覆试验来研究不同工艺参数对熔覆指标的影响,实验表明,WC添加量对熔覆层硬度、抗磨性影响最大,激光功率影响稍次之,激光扫描速度影响次之,送粉速度影响最小。对熔覆层组织分析表明,随WC添加量增多,更易生成CrB、W2B等硬质相,未分解的WC颗粒也越多,粘结相Ni枝晶越细小。激光熔覆Ni基WC合金涂层表面摩擦磨损特性表现为以磨粒磨损为主,塑性变形、粘着磨损和磨粒磨损相结合。     

高频感应熔覆TiN/Co涂层组织及性能研究

为提高抽油杆表面的硬度和耐磨性,利用高频感应加热熔覆技术成功地在35CrMo钢基体上制备了TiN强化Co基复合涂层。涂层组织均匀致密,未出现明显的气孔、裂纹等缺陷。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段研究熔覆层的组织结构,利用维氏显微硬度计表征涂层的显微硬度,并对涂层进行大削盘摩擦副试验,分别测试其摩擦系数和磨损量。结果表明:熔覆层的组织主要是γ-Co过饱和固溶体,且Cr_(23)C_6、Cr_2B以及TiN等硬质相弥散分布于Co基体上;熔覆层具有较高的硬度,TiN掺杂量为10%的涂层表面硬度达到了788HV_(0.1),且由结合面至涂层表面,硬度逐渐增加;在相同的磨损条件下,10%TiN/Co复合涂层的耐磨损性能最好,其摩擦系数和磨损量较未添加TiN的涂层分别降低了40%和45%;涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损相结合。     

激光熔化沉积60wt%不同粒径WC复合NiCu合金耐磨性及电化学腐蚀性能

通过向镍铜(NiCu)合金中添加不同粒径的WC研究对涂层的微观组织、显微硬度、耐磨性和电化学腐蚀性能的影响规律,以期解决NiCu合金表面硬度较低、耐磨性较差的问题。采用激光熔化沉积技术在A3钢板表面制备了NiCu合金涂层、60wt%粗粒径WC/NiCu复合涂层和60wt%细粒径WC/NiCu复合涂层,采用扫描电子显微镜、X射线光谱仪、光学显微镜表征其样品表面形貌,用显微硬度测试计和磨损试验机测定了熔覆层的显微硬度和耐磨性能,用电化学工作站分别对NiCu合金涂层和复合涂层的电化学腐蚀性能进行测试和分析。在合适的工艺参数下,三种涂层均与基体形成了良好的冶金结合,无明显的裂纹气孔等缺陷。熔覆层的组织以等轴晶和柱状晶为主,WC的加入使晶粒尺寸明显变小。在相同工艺参数下,加入60wt%粗粒径WC、60wt%细粒径WC的涂层硬度分别提高了62.1%、81.1%,磨损量分别降低了84.8%、94.3%,磨损机制以磨粒磨损为主。在3.5wt%NaCl溶液中,复合涂层的自腐蚀电流密度与NiCu合金涂层相比分别降低了61%和49%。WC的加入显著提高了NiCu合金涂层的性能,细粒径WC对显微硬度、耐磨性提...     

超音频感应熔覆钴基涂层的组织与摩擦磨损性能

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备Co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能.结果 表明:Co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主要由γ-Co、γ-(Fe,Ni)、Cr23C6、Cr7C3、Co7W6以及金属间化合物Co3Fe7和FeNi3组成;钴基合金涂层的显微硬度约为573.1 HV0.2N,是基体45钢(215.0 HV0.2N)的2.67倍;在室温干摩擦条件下,钴基合金涂层的摩擦磨损性能优于45钢基体,其磨损形式为轻微的磨粒磨损和黏着磨损.     

NAK80模具钢表面2种激光器熔覆Ni基碳化钨合金层组织结构及耐磨性比较

为了研究激光器对Ni基碳化钨合金熔覆层组织结构和性能的影响,分别采用Nd:YAG与CO2激光熔覆技术在NAK80模具钢表面制备了Ni基碳化钨合金层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪、显微硬度计以及摩擦磨损试验机测试分析了2种熔覆层的组织结构、显微硬度及耐磨性能。结果表明:2种熔覆层与基体之间均呈现良好的化学冶金结合;熔覆层组织主要为粗大的未熔碳化钨颗粒和均匀分布的树枝晶,Nd:YAG激光熔覆层的组织比CO2激光熔覆层的细小;2种熔覆层相结构主要包括WC,W2C,Cr23C6,NiCr,CrB2以及γ-Ni等;2种激光器熔覆处理后,NAK80模具钢表面硬度和耐磨性都得到显著改善,CO2激光熔覆层的硬度和耐磨性高于Nd:YAG激光熔覆层,2种激光熔覆试样的磨损机制均为磨粒磨损。     

Q345钢激光熔覆镍基WC合金的组织与耐磨性能

为进一步提高Q345钢激光熔覆层的耐磨性能,利用激光熔覆技术在Q345钢表面制备了70%Ni60A+30%WC熔覆层(质量分数)。采用X射线衍射仪及扫描电镜分析了熔覆层的物相、显微组织,采用摩擦磨损试验研究其耐磨性能。结果表明,Q345钢表面激光熔覆镍基WC合金对其表面的晶粒细化、显微硬度和耐磨性等都有很大提升。     

激光表面强化对40CrNiMo钢组织及性能的影响

为了提高常见汽车传动轴的耐磨性及力学性能,分别采用激光淬火及激光熔覆技术对40CrNiMo钢表面进行了激光强化处理.利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的微观形貌;利用显微硬度计测试了淬火试样的硬度;利用高低温摩擦磨损试验机测试了淬火试样的摩擦磨损性能;利用万能力学试验机对熔覆层的力学性能进行了评估.结果 表明:40CrNiMo钢经激光淬火后,表面出现一层相变硬化区,深度约为300 μm,硬度值最高可达815.6 HV2N,约为基体的3.2倍;平均摩擦系数0.391,与传统淬火工艺相比下降了42.8％,磨损量1.4 mg,降低了56.3％;主要磨损机制由疲劳磨损和黏着磨损转变为磨粒磨损,耐磨性得到较大改善.40CrNiMoA钢经激光熔覆后,表面光滑平整,合金熔覆层与基体能够形成冶金结合,其抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为981 MPa、716 MPa、19.1％,断裂机制以韧性断裂为主,材料的强度和塑性均得到改善.     

激光熔覆制备Ni60−WC−Co复合涂层工艺与性能研究

目的 提高机械设备用06Cr19Ni10钢的性能,采用激光熔覆制备Ni60?WC?Co复合涂层。方法 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验仪,研究了不同激光功率对复合涂层的微观形貌、硬度和耐磨性的影响。结果 随着激光功率增大,复合涂层与基体之间紧密结合,致密均匀,球形WC颗粒均匀分布于复合涂层中,硬度、磨损量均先增大后减小;当激光功率过大时,复合涂层中WC颗粒增多,且部分WC颗粒发生热分解,生成的气体产生气孔。复合涂层物相主要由WC、W2C、γ?Ni、FeNi3、FeCr0.29Ni0.16C0.06、CoCx、Co3B2等相组成,复合涂层由顶部的树枝晶、中部的等轴晶和底部的柱状晶组成;当激光功率为1.5 kW时,硬度最高,磨损量最小,耐磨性最佳,磨损表面无明显磨损沟槽,主要呈磨粒磨损。结论 最优激光功率为1.5 kW,在此工艺下制备的Ni60?WC?Co复合涂层,可以提高机械设备用06Cr19Ni10钢的硬度和耐磨性。     

灰铸铁激光熔覆纳米Al2O3的性能研究

用纳米氧化铝和铁粉混合作为灰铸铁的表面改性材料，通过激光熔覆试验对灰铸铁进行表面改性，制备了灰铸铁表面改性试样。对试样进行了以磨损试验为主的性能测试，显微硬度测量结果表明表面改性层硬度明显提高，结合区由于成分及微观组织的改变，硬度提高异常显著。运用MM-200摩擦磨损试验机进行了的摩擦磨损试验，结果表明表面改性层耐磨性显著提高，且纳米氧化铝含量越多，耐磨性提高越显著。载荷越大，摩擦系数越小。灰铸铁激光熔覆纳米Al2O3后，其磨损机制为犁削磨损。     

熔覆电流对Inconel 625涂层组织与性能的影响

为了提高合金钢表面熔覆镍基合金涂层的质量,研究工艺参数对镍基合金涂层性能的影响,采用等离子熔覆技术制备Inconel 625涂层,利用金相显微镜、XRD观察并测试涂层的显微组织形貌与物相组成,采用电化学方法、显微硬度测试以及摩擦磨损试验研究了熔覆电流对涂层耐蚀性能和耐磨性能的影响规律。结果表明：熔覆电流改变了Inconel 625涂层的组织形貌和γ-Ni相不同晶面的择优倾向,当熔覆电流为80 A时获得组织细小、结构致密、(111)晶面择优生长的镍基合金涂层;与熔覆电流分别为60,70,90 A条件下制备的涂层相比,该涂层的腐蚀倾向最小,腐蚀速率最低,钝化区间最大,耐蚀性能优异;Inconel 625涂层的显微硬度值显著大于基体,当熔覆电流为80 A时涂层的显微硬度值最大,约为基体的1.89倍,耐磨性能最佳。     

Effectiveness of high-frequency ultrasonic peening treatment on the tribological characteristics of Cu-based sintered materials on steel substrate

The effects of high-frequency ultrasonic peening (HFUP) on the tribological characteristics of Cu-based materials sintered on low carbon steel by a powder metallurgy (P/M) technique were investigated. The friction and wear properties of the Cu-based materials were studied using a pin-on-disk reciprocating tribotester sliding against a hardened steel ball under dry and oil-lubricated conditions. Scanning electron microscopy (SEM) was utilized to analyze the worn surfaces and to assess the wear mechanisms. Experimental results showed that the HFUP process led to a reduction in friction and wear of the Cu-based materials in both dry and oil-lubricated conditions. This was attributed to the increase in hardness of the HFUP treated specimen. It was also found that the friction coefficient was independent of the normal load but decreased with increasing sliding speed. In addition, inclusion of Fe in the Cu-based material was helpful in reduction of friction and wear. SEM analyses showed that abrasive wear was the dominant wear mechanism of the specimens. The results of this work demonstrate the effectiveness of HFUP in improving the tribological properties of Cu-based materials.     

WC/Co含量对Ni-WC/Co纳米复合镀层摩擦学性能的影响

为了探究Ni-WC/Co纳米复合镀层对材料表面摩擦学性能的影响,采用脉冲电沉积制备出Ni-WC/Co纳米复合镀层,研究镀液中WC/Co含量对复合镀层晶体结构、晶粒尺寸和硬度的影响;室温下,在MM-W1B立式万能摩擦磨损试验机上测试复合镀层的摩擦学性能,分析其磨损机理。结果表明:随着镀液中加入WC/Co颗粒含量的增加,复合镀层平均晶粒尺寸先减小后增大,硬度则是先增大后减小,镀层的摩擦系数和磨损速率都是先降低后升高;当WC/Co含量为30.0 g/L时,复合镀层的平均晶粒尺寸最小,硬度最高,摩擦系数和磨损速率最低,耐磨性能最佳,复合镀层表面只呈现出轻微划痕,是由磨料磨损造成的,没有犁削和黏着磨损的特征。     

铜合金压制凹坑织构表面的磨损性能

为了改善铜合金材料表面的摩擦磨损性能,采用压制加工方法,在CuSn6锡青铜试件表面制备出凹坑织构,分别进行压制凹坑织构试件和无织构试件的摩擦磨损试验,测量了摩擦系数和磨损量,观察了磨损表面及磨屑,分析了压制凹坑织构对试件磨损性能的影响。结果表明:与无织构试件相比,压制凹坑织构的磨损量减少。无织构试件的磨损机制为磨粒磨损与黏着磨损,压制凹坑织构的磨损机制为磨粒磨损和少量黏着磨损。压制凹坑边缘存在硬化区域,提高了试件表面平均硬度。凹坑容屑能力与边缘硬化区域有助于改善压制凹坑试件磨损性能。     

放电等离子烧结WC/Fe复合材料摩擦磨损性能

采用放电等离子烧结技术制备了WC质量分数为40%的WC/Fe复合材料,研究了不同烧结温度条件下WC/Fe复合材料的致密度、组织、硬度及干摩擦磨损性能。利用SEM和XRD分析了不同烧结温度条件下存在的物相;采用销-盘摩擦磨损试验机(盘试样选用~80μm的Al2O3砂纸,滑动距离约为950m)测量了马氏体耐磨钢和WC/Fe复合材料在不同载荷下相对磨损率;用SEM观察磨损形貌,确定WC/Fe复合材料的磨损机制。结果表明:烧结温度为1080℃时,WC/Fe复合材料实现完全致密,WC陶瓷颗粒均匀分布在基体中并与基体界面结合良好;随着WC/Fe复合材料完全致密化,其硬度及耐磨性能逐渐提高;WC/Fe复合材料的耐磨性能远优于马氏体耐磨钢。WC/Fe复合材料磨损机制主要为氧化磨损和磨粒磨损。在低载荷条件下,颗粒脱离基体造成氧化膜破裂,促使材料表面受损;较高载荷条件下,WC陶瓷颗粒破碎加速氧化膜破裂,加快了材料的磨损。     

Untersuchungen zur Beständigkeit thermisch gespritzter Schichten im Vergleich zu Hartchromschichten bei durch Abrasion dominierter tribologischer Beanspruchung

Investigations on thermal spray coatings resistance against abrasion dominated tribological load in comparison to hard chromium coatings HVOF iron and nickel based hard alloy as well as WC/Co(Cr) and Cr₃C₂/Ni20Cr coatings are compared to APS Al₂O₃/TiO₂ and Cr₂O₃, powder flame sprayed and fused composite coatings consisting of NiCrBSi and WC/Co and electrolytically deposited hard chromium coatings concerning their wear behavior for tribological load by lose abrasive particles (ASTM G65 and ASTM G75). Thereby the influence of newly developed HVOF torch combustion chambers with reduced critical diameter and divergent expansion nozzles that both permit increased combustion gas and therefore also particle velocities on microstructure and wear resistance of the produced coatings is studied. While there is no improvement of wear resistance for hard alloy coatings compared to mild steel substrates for the specific tribological boundary conditions of these tests, especially the carbide reinforced coatings permit improvement by more than one order of magnitude in ASTM G65 tests and even more than two orders of magnitude in ASTM G75 tests. Also, for both types of tribological load HVOF coatings with WC as reinforcing phase are clearly superior to electrolytically deposited hard chromium coatings. Both use of the combustion chamber with reduced critical diameter and the expansion nozzles with divergent contour result in improved wear resistance of the thereby produced coatings. The specific wear mechanisms are deduced based on SEM examination of worn specimen surfaces.     

Ni60A+20WC于水刀喷嘴耐磨层的应用工艺

采用高频感应熔覆技术以提高高压水刀喷嘴的耐磨性能,本实验选用304不锈钢板作为基体材料,Ni60A+20%WC合金粉末作为熔覆层材料;分别采用高频感应加热设备、电火花成型机和小孔机对试件进行加热、熔覆并加工到规定尺寸.采用扫描电子显微镜观察试件的微观组织,发现涂层和基体之间产生了扩散层;采用X射线衍射仪分析涂层相结构,涂层中存在的强化相有WC、Fe_3Ni_2、W2C、Cr_3C_2、Cr_2Ni_3等;摩擦学性能测试实验表明涂层材料大大提高了水刀喷嘴的耐磨性;显微硬度实验表明WC极大地提高了涂层的硬度,其平均值约为1 000 HV0.1,基体约为190 HV0.1.在水刀喷嘴内孔成功制备了WC增强Ni基熔覆层,该熔覆层光滑平整,表面无明显缺陷,与基体实现冶金结合,性能优异.     

TiB2量对42CrMo齿轮钢表面感应熔覆Ni基涂层组织与性能的影响

为了提高42CrMo钢表面Ni基涂层的耐磨性能,利用感应熔覆工艺处理42CrMo钢的表面制得了具有不同TiB₂含量的Ni基涂层,之后对该涂层实施了能谱、扫描电镜表征,同时对涂层硬度与耐磨性能进行了测试,比较了不同TiB₂含量的镍基涂层在组织形态和性能方面存在的差异性。研究结果表明:微观形貌截面区域的组成结构包括扩散转移带、基体层、涂层共三层。当涂层内含有的TiB₂比例到达15%时,熔覆涂层的组织尺寸达到最小状态。从外往内变化时涂层硬度逐渐降低,而且离扩散转移带的距离越小时对应的涂层硬度也越低。涂层磨损量也表现出了和摩擦系数相近的变化规律,都表现为随TiB₂添加量的增加出现单调降低的变化,在TiB₂添加量到达15%时,涂层磨损形貌中存在明显的麻坑和划痕。     

基于儿童认知发展的学龄前儿童APP界面交互设计研究

目的基于3～6岁学龄前儿童认知发展的生理特点与心理特点,探讨学龄前儿童APP的界面交互设计原则,旨在为此类界面交互设计提出方法论指导,从而使学龄前儿童的综合学习能力得到更好的发展。方法通过对国内外学龄前儿童APP界面交互设计理论的归纳整理与优秀APP案例的比较研究,运用学龄前儿童的视觉、听觉、触觉和运动觉的认知发展,结合皮亚杰的认知理论及儿童认知发展心理学的相关理论研究,总结出优秀的学龄前儿童APP设计策略的五个方面,并将其应用于项目实践。结论通过具体案例的设计实践,在APP界面交互设计中初步验证了关于学龄前儿童的认知发展研究的适用性,提出符合儿童认知发展特征的设计策略,满足儿童在线学习的荣誉感和成就感,从而助推学龄前儿童在线学习的积极性和注意力。