激光熔覆TiZrHfCrMoW涂层在大气和模拟体液环境下的摩擦磨损行为

目的 提高钛合金表面耐磨性。方法 采用激光熔覆技术在TC4基体表面制备TiZrHfCrMoW涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析涂层的相组成和显微组织结构。联合电化学工作站和摩擦磨损试验仪,分别在大气和37 ℃的0.9%NaCl模拟体液环境条件下,研究TiZrHfCrMoW高熵合金(HEA)涂层与TC4合金的摩擦磨损行为。结果 激光熔覆HEA涂层均匀致密,无明显缺陷,主要由2种BCC相及1种未知相组成,涂层平均硬度为584.6HV0.2,约为TC4基材硬度的1.6倍。在空气中滑动时,HEA涂层在0.3、0.5、1 N下的磨损率均比TC4基体低,且涂层的磨损率随载荷的增加而增加,TC4的磨损率则相反。在(37±0.5) ℃的0.9%NaCl溶液中,0.5 N载荷下TC4的磨损率是HEA涂层的6倍。HEA涂层与TC4钛合金基体相比,具有更高的自腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度。模拟体液环境下HEA涂层的主要磨损机制为逐层剥落和腐蚀磨损。结论 激光熔覆HEA涂层可以有效提高TC4合金的耐磨损及耐腐蚀性能。     

20CrMo钢激光熔覆Fe-Cr涂层与性能研究

采用激光熔覆的方法在20Cr Mo活塞连杆钢表面制备了Fe-20Cr、Fe-30Cr和Fe-40Cr涂层,研究了不同Cr含量的铁基熔覆层的界面形貌、物相组成、电化学性能和腐蚀磨损性能。结果表明,激光熔覆Fe-20Cr、Fe-30Cr和Fe-40Cr涂层与基体实现了较为良好的冶金结合,基体与熔覆层的界面结合处都没有发现显微孔洞、夹杂或者裂纹的存在;3种激光熔覆涂层的点腐蚀电位都更高,抗点腐蚀能力优于20Cr Mo基材;随着激光熔覆涂层中Cr元素含量的增加,涂层的抗腐蚀磨损性能有所提高,且3种激光熔覆涂层的抗腐蚀磨损性能均明显优于活塞连杆20Cr Mo基材。     

激光熔覆镍基合金和Ni/WC涂层的磨损特性

采用热喷涂方法预置0．5mm厚度的涂层，研究在激光熔覆过程中不同的激光功率对涂层组织特性的影响，对镍基合金涂层和Ni/WC陶瓷涂层进行耐磨实验，结果表明，两种涂层存在不同的磨损特性，WC陶瓷颗粒在涂层及其表面的均匀分布可提高涂层的耐磨性，硬度和韧性的相互匹配是提高材料磨性的有效方法。     

304钢表面激光熔覆Stellite12钴基涂层组织及腐蚀性能

目的 对304不锈钢表面强化处理来提高其耐腐蚀性能。方法 使用激光熔覆技术将Stellite12涂层制备在304钢基体上。使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、三电极电化学工作站对涂层显微组织、元素分布、物相、电化学腐蚀行为进行测试与分析,并对涂层和304不锈钢的耐腐蚀性能进行了对比分析。结果 涂层物相主要由面心立方结构a-Co固溶体、CoCx等化合物组成。由于温度梯度和凝固速度的不同,熔覆层截面下、中、上部呈现出了不同的组织形貌特征:依次由平面晶、胞状晶、树枝晶、细小树枝晶组成。涂层枝晶间为Co和碳化物的共晶组织,枝晶内主要为a-Co的初生相。在进行电化学腐蚀后,涂层的自腐蚀电位为?504.5 mV,304钢的自腐蚀电位为?579.7 mV,涂层的腐蚀电位较304钢偏正,比304钢耐腐蚀。涂层表面出现了腐蚀点,腐蚀点位分布均匀、且程度较轻。304钢表面发生了严重的腐蚀,明显可见深度和面积较大的腐蚀孔洞。结论 Stellite12合金涂层能够有效地提高304不锈钢表面耐腐蚀性能。     

激光熔覆FeCrNiCoMoCuBSi高熵合金涂层的腐蚀磨损性能

利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了FeCrNiCoMoCuBSi高熵合金涂层,分析了其组织结构、硬度、摩擦磨损、电化学腐蚀和腐蚀磨损性能。结果表明,熔覆层成型良好,表面无裂纹、气孔等缺陷。熔覆层主要由FCC固溶体相组成,微观组织以“柳条状”树枝晶为主,结合区为平面晶,与基体呈良好的冶金结合。熔覆层的平均硬度为700 HV_0.2,约为基材的3.5倍。熔覆层在不同载荷下的摩擦系数均低于基材,磨损量小于基材,表现出明显优于基材的耐磨性。在3.5wt% NaCl溶液中,熔覆层自腐蚀电流密度为4.74×10^_-8A.cm^_-2,低于基材两个数量级,耐蚀性优异。在摩擦载荷与腐蚀耦合作用下,熔覆层开路电位发生负偏移,腐蚀倾向增大。随摩擦载荷增大,自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增大,摩擦促进腐蚀作用增大。     

激光熔覆各向异性对Fe60合金磨损腐蚀性能的影响

The laser cladding technique has been widely used to improve the tribo-corrosion performance of metal productions. However, the microstructure of materials prepared by laser cladding can present an anisotropy due to the differences of temperature gradient along different directions during solidification. As a result, the performance of tool materials maybe fluctuate greatly with the selection of different working surfaces. Herein, in this paper, the effects of anisotropy on the tribo-corrosion performance were primarily focused on. For that, Fe60 alloy powders manufactured by laser cladding on a stainless steel substrate were selected as the research object. And then three working surfaces, i.e. parallel, incline 45° and vertical to the building direction, were respectively taken for the tribo-corrosion test. Most of efforts were mainly made to analyze the friction coefficient, open circuit potential (OCP), and wear as a function of working surfaces. In order to explore the corresponding reasons, the microstructure, mechanical properties, and worn surfaces morphologies of different testing samples were characterized as well. The results showed that the OCP decreased as wear began at the initial stage. It was ascribed to the destruction of passive film outside the testing surface. Simultaneously, the re-passive behavior also existed, which would reach a balance with the destruction when the friction tended to be stable. The wear rate became slower with the continuous friction. On one hand, it was attributed to the lower contact stress between friction pairs after a running-in stage, which could reduce the complicate mechanical interactions. On the other hand, it was closely related with the re-generated passive film. As compared with other surfaces, the 45° one had the best friction stability, corrosion resistance, and wear resistance. It was resulted from the differences of microstructure. Firstly, the higher density of grain boundaries enhanced the deformation resistance, which was beneficial to the stable contact. Secondly, the corresponding crystal orientation with lower atomic density was also responsible for the deformation resistance. In addition, the selection of 45° sample was compared with an as-casted sample under different loads. It was found that samples prepared by laser cladding had better tribo-corrosion resistance. It was closely related with the refinement of organizations caused by the rapid cooling rate. For instance, the generation of sub-grains could improve the surface hardness, and could reduce the surface activity, so that the materials resistance to mechanical damage and corrosion could be obviously improved. The tribo-corrosion performance was deeply influenced by loads. The increasing load could result in the lower friction coefficient, which was attributed to the disproportionate increase of contact area at tribology interface. Besides, the laser cladding sample had the lower sensitivity to the various load. After test, the worn surfaces of different samples were observed. It was suggested that the load and microstructure could lead to the change of physical mechanisms. Under lower load, the materials damage was dominated by corrosion and abrasive wear. As the load increased, the adhesive mechanism began to play significant roles. The research results could provide reference value in practice. © 2023 Chongqing Wujiu Periodicals Press. All rights reserved.     

激光熔覆FeCrNiMo-WC复合涂层的组织与耐磨性能

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了WC陶瓷颗粒增强FeCrNiMo-WC多主元合金复合涂层。通过相组成分析、显微结构表征、力学性能测试和摩擦磨损实验等研究了WC含量对涂层组织和耐磨性能的影响。结果表明：涂层主要物相除了FCC+WC以外,还存在网状的共晶组织,由FCC与M₆C碳化物相呈层片状交替分布,片层间距约100 nm;随着WC含量的增加,共晶组织体积分数增加,涂层逐渐形成共晶组织+WC陶瓷颗粒的微观组织结构;WC陶瓷颗粒的加入显著提高了涂层的硬度和耐磨性,当WC含量为40 mass%时,涂层硬度为55.9 HRC,此时涂层耐磨性能最好,最小体积磨损率为2.17×10^-5 mm³/(N·m)。涂层中大颗粒WC以及软硬交替的FCC+M₆C共晶体,协同提高了涂层的硬度和强韧性。同时M₆C相具有减磨作用,使得涂层摩擦系数逐渐降低,磨损失效形式由粘着磨损向磨粒磨损过渡。     

45钢表面激光熔覆Ni60-TiC 陶瓷涂层的耐磨耐蚀性能

柱塞抽油泵柱塞(45钢)长期工作在高摩擦、高腐蚀环境下,需要改善其工作表面的耐磨性及耐蚀性以提高其工作效率、延长使用寿命。采用激光熔覆技术在45钢表面熔覆Ni60-TiC混合粉末制备金属陶瓷涂层,对熔覆不同TiC含量(0%、10%、20%、30%,质量分数,下同)的涂层进行显微硬度测试、摩擦磨损试验及耐腐蚀试验,同时对涂层微观形貌进行表征。结果表明:涂层中加入TiC能有效改善涂层的耐磨耐蚀性能,提高涂层的硬度,降低摩擦系数。综合考虑柱塞抽油泵柱塞实际工作环境,涂层中TiC含量为20%-30%时涂层的耐磨性耐腐蚀性最好。     

激光熔覆镍基金属陶瓷涂层组织与高温磨损性能的研究

通过显微组织观察及高温干摩擦磨损试验，对激光熔覆镍基金属陶瓷涂层及其高温干摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，Ni21＋20％WC＋0．5％CeO2熔覆层组织细小，高温干摩擦磨损性能最好。     

6061Al合金表面激光熔覆Ni基合金的组织及性能

将NiCrBSi合金粉末预涂于6061Al合金表面，采用高功率连续波2kWNd-YAG激光器进行激光表面熔覆处理。试验结果表明，铝合金对于波长1．06gm的激光具有很高的吸收率，选用合适的激光加工工艺参数和Ar气保护，可在铝合金表面获得致密的Ni—Al合金激光表面改性层，熔覆层的组织以Ni-Al金属间化合物为主，改性层的硬度Hv高达9000MPa以上，且与基体呈现良好的冶金结合。在3．5％NaCl水溶液中的阳极极化曲线测定及摩擦磨损试验结果表明，Ni基合金改性层明显改善了6061Al合金的电化学腐蚀及摩擦磨损性能。     

激光熔覆镍基合金的耐磨耐蚀性研究

用激光熔覆和火焰重熔方法在 35CrMo调质钢表面分别熔覆上一层Ni45、Ni35合金。用电化学方法和应力腐蚀试验测定了熔覆层耐蚀性。试验结果表明 ,激光熔覆层组织的耐磨性和抗腐蚀性较火焰重熔后组织的有很大提高。其中激光熔覆Ni45粉末的熔覆层组织的耐磨、耐蚀性最好     

45^#钢表面激光熔敷层腐蚀磨损性能的研究

研究了４５＾＃钢表面镍基自熔性合金激光熔敷层的腐蚀磨损性能，并通过组织分析和硬度测试，探讨了其腐蚀磨损过程，试验表明：激光熔敷层具有良好的耐腐蚀磨损性能，比２Ｃｒ１３不锈钢提高３－１０倍。     

不同基面角度对激光熔覆Ni25/WC涂层耐磨性的影响

目的 为实现模具曲面或斜面区域修复,研究不同基面角度对激光熔覆Ni25/WC涂层形貌和耐磨性的影响。方法 采用激光熔覆技术在不同角度的基体表面制备了Ni25/WC修复涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计、扫描电镜(SEM)和摩擦磨损试验机,分析和研究了不同角度对涂层截面形貌、物相组成、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响及机理。结果 熔覆过程中,基体表面为90°时,在重力作用下,粉末流向下偏移,部分粉末无法进入熔池,使得单道涂层厚度降低,熔池内的金属熔液受重力影响向下滑落,激光熔覆快速凝固的特点使得熔液在滑落前凝固,导致涂层形心向下侧偏移。在重力、运载气体及空气阻力的作用下,混合粉末中密度更大的WC颗粒向下偏移量更大,未进入熔池的大尺寸的WC颗粒更多,使得涂层中WC颗粒含量降低。WC颗粒含量影响涂层的磨损形式,0°涂层主要磨损形式为犁削作用和黏着磨损,90°涂层主要发生了磨粒磨损。结论 不同角度单道涂层的截面形状和厚度不同,0°涂层呈现两侧较为对称的半圆或半椭圆,涂层厚度更大,90°涂层的形心随重力向下侧偏移,涂层厚度明显减小;涂层的物相种类相同,均由FeNi3、Ni2B及WC等相组成;0°涂层显微硬度平均值为446.67HV0.2,90°涂层显微硬度平均值为456.13HV0.2。0°涂层磨损率为0.002 6 mg/m,90°涂层磨损率为0.008 mg/m,0°涂层耐磨性优于90°涂层,磨损机制不同是耐磨性产生差异的主要原因。     

激光熔覆Al_3Ti金属间化合物涂层的腐蚀及耐磨性能研究

采用5kW横流CO_2激光器在AA6063铝合金表面激光熔覆Al_3Ti金属间化合物涂层.研究了熔覆层的显微组织、电化学腐蚀和摩擦磨损性能.结果表明,熔覆层由树枝晶Al_3Ti和枝晶间仅.α-Al两相组成.并与基材形成良好的冶金结合.熔覆层在w(NaCl)=3.5%溶液中发生钝化,腐蚀电流密度约为基材的1/10;在载荷10 N、摩擦距离800m时,熔覆层的磨损质量损失低于基材的1/2,说明Al_3Ti金属间化合物涂层显著提高了基材的耐腐蚀和耐磨损性能.     

激光熔覆NiCoCrAlY/HfB2复合涂层结构及高温摩擦学性能

利用激光熔覆技术在纯钛表面制备了NiCoCrAlY/HfB2复合涂层。用XRD和SEM分析了涂层的组成和组织结构,在SRV-IV微动摩擦磨损试验机上对涂层不同温度下的摩擦磨损性能进行对比测试,采用SEM和三维表面轮廓仪对磨损后试样、对偶球和磨屑的形貌进行了分析。结果表明:NiCoCrAlY/HfB2复合涂层主要组成为NiTi、HfB2、TiB2、Co3Ti、CrTi4和Hf3Ni7相,复合涂层与基材冶金结合,涂层晶体结构主要为块状晶。涂层的平均显微硬度约为850HV0.2,是基材硬度的4.25倍。在20℃、100℃、300℃和500℃摩擦测试温度下涂层的摩擦因数和磨损率随温度的升高而减小,复合涂层的磨损率在10-4～10-5 mm3/Nm数量级,具有较好的高温耐磨性能,涂层的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。     

液压阻尼器活塞杆激光熔覆WC/Co06涂层耐磨耐腐蚀性能

目的 研究WC添加量对WC/Co06复合涂层耐磨耐腐蚀性能影响,以期应用到液压阻尼器活塞杆表面,增强活塞杆耐磨耐腐蚀性能。方法 采用同轴送粉式激光熔覆设备在液压阻尼器活塞杆用42Cr Mo钢表面制备不同WC含量(质量分数为5%、10%、15%、20%)的WC/Co06涂层,用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及维氏硬度显微计,对4组不同WC含量的涂层进行质量检测。用滑动摩擦磨损试验机对涂层进行磨损性能测试。用盐雾腐蚀试验箱对涂层进行耐腐蚀测试。结果 熔覆层表面质量良好,稀释率为5%左右。熔覆层显微组织随WC含量的升高越来越致密,WC/Co06涂层生成多种硬质相,如Cr₂₃C₆、Cr₇C₃、WC及Fe₃W₃C等分布在γ-Co固溶体周围增强其硬度以及耐磨耐腐蚀能力。4组熔覆层中,20%WC含量的熔覆层硬度最高(810HV),是基体的(275HV)2.95倍。摩擦磨损及盐雾腐蚀试验后,熔覆涂层磨损量及腐蚀失重均明显降低,其中20%WC熔覆层的磨损量及腐蚀失重最低...     

Cr3C2/WC的添加对Stellite 12熔覆层耐磨耐蚀性的影响

目的 提高Stellite 12熔覆层的耐磨耐蚀性能。方法 将Stellite 12合金粉末与碳化物(Cr3C2、WC)混合,采用激光熔覆技术在H13钢板上制备复合熔覆层。通过超景深显微镜和XRD分析其显微组织和物相,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验,分别评价熔覆层的硬度、耐磨性和耐蚀性,并通过超景深显微镜对磨痕形貌进行分析。结果 添加碳化物后,熔覆层的微观组织以柱状晶和树枝晶为主,物相主要由γ-Co固溶体和碳化物(M23C6、M7C3)组成;Cr3C2的添加使得熔覆层的硬度降低,由610HV0.2降至530HV0.2,但耐磨性得到提高,磨损量由0.45 mm³降至0.33 mm³,下降了28%,耐蚀性得到提高,腐蚀电位由−0.385 V增加到−0.264 V,腐蚀电流密度由9.269×10⁻¹⁰ A/cm²降至1.496×10⁻¹⁰ A/cm²,极化电阻由3.982×10⁷ Ω.cm²提升至2.424×10⁸ Ω.cm²,提高了1个数量级;WC的添加使其硬度由610HV0.2提高至750HV0.2,磨损深度变浅,磨损量由0.45 mm³降至0.19 mm³,下降了43%,但耐腐蚀性有所降低。3种熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。结论 WC的添加可以有效提高熔覆层的硬度和耐磨性,但耐腐蚀性有所降低;添加Cr3C2后,耐蚀性得到显著提高,耐磨性略微提升,但硬度降低。     

高温模具表面激光熔覆耐磨合金

用2kw CO 激光和送粉工艺,在4Cr5MoV_1Si 钢表面熔覆一层高温耐磨合金(Ni 基高温合金+WC),并应用于轧钢机导向板工作面。用扫描电子显微镜、电子探针和 x 射线衍射技术分别进行熔覆层的组织形态观察,微区成分分析和物相的鉴定。结果表明,熔覆层显微组织主要有许多弥散分布的 W_2C、(W,Ti)C_(1-x)、WC 和共晶态的 M_(12)C 及γ(f、c、c)母体相组成。室温及高温硬度测试结果表明,熔覆层有适中的室温硬度和相对较高的高温硬度。实际生产考核结果表明,激光熔覆导向板使用寿命大大提高,每对可轧钢1000～1100吨,而4Cr_5MoV_1Si 和普碳钢分别为400～500吨和200吨。