不同含量WC颗粒增强激光熔覆截齿涂层性能研究

目的 解决截齿磨损失效问题,研究不同WC颗粒含量对42CrMo截齿激光熔覆Co基/WC复合涂层表面形貌及裂纹率、显微硬度、耐磨/耐腐蚀性能的影响机制。方法 通过在42CrMo截齿基体上制备Co基/WC复合涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验仪及电化学工作站测试不同WC颗粒含量对熔覆层性能的影响。结果 Co基/WC复合涂层表面较为平整,当WC颗粒质量分数大于30%时,熔覆层表面开始出现交错裂纹;当WC质量分数为80%时,裂纹率增加35%。Co基/WC复合涂层的显微硬度皆高于42CrMo基体(378HV0.2),随着WC颗粒含量的增加,熔覆层平均显微硬度从448HV0.2提升到890HV0.2。Co基/WC复合涂层的摩擦系数、磨损量均小于42CrMo基体,WC颗粒质量分数增加到80%时,熔覆层平均摩擦系数为0.270,为基体(0.567)的50%,磨损量仅为1.0 mg,相比于42CrMo基体(18.6 mg)降低了约95%,低WC颗粒含量以黏着磨损为主,高WC含量以磨粒磨损为主。熔覆层耐腐蚀性能随WC含量的增加先增大、后减小,WC质量分数为30%时,熔覆层的耐腐蚀性能最好,具有最小的电流密度(1.465×10^–7 A/cm²),相比基体电流密度(8.031×10^–6 A/cm²)降低了98%。结论 WC颗粒含量对Co基/WC复合熔覆层的裂纹敏感性有显著影响,WC颗粒的细晶、弥散及固溶强化使熔覆层的显微硬度、耐磨/耐腐蚀性能得到明显改善。     

微米WC增强Ni60合金高频感应熔覆涂层耐磨性能

采用高频感应熔覆方法在Q235低碳钢基体上制备了不同含量的微米WC增强Ni60A合金复合涂层.用MLS-225型湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机评价了涂层的耐磨性能,利用SEM,XRD观察并分析了涂层的显微组织和磨损表面形貌.结果表明,在相同试验条件下,涂层的硬度和耐磨性随WC含量的增加而提高,当WC含量少于30%时,WC分布不均匀,主要集中于涂层的中部,涂层中Cr7C3相以粗大的六方状和长条状存在,不利于涂层耐磨性的提高;当WC含量达到50%时,Ni基合金中加入WC的含量达到了合适比例,耐磨性最佳,相对耐磨性为Ni60A涂层的6.5倍;当WC含量达到60%时,涂层的硬度最高,但出现了较多的孔洞,大量未熔的WC颗粒在磨粒的反复作用下剥落形成了大的剥落坑,导致耐磨性下降.涂层与基体实现了冶金结合,涂层的磨损机制主要为轻微的塑性切削和硬质相的脆性剥落.     

激光功率对Ni基WC熔覆层组织的影响

采用HGL-6000型横流CO2激光器在316L不锈钢表面制备Ni基WC熔覆层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察熔覆层组织并进行成分分析,考查了不同激光功率对Ni基WC熔覆层组织的影响。试验结果表明,激光功率在2500~3500 W范围内,随功率的增加,熔覆层的组织变细,激光功率为4000 W时,熔覆层组织比功率为3500 W的组织粗大,且结合处出现了过烧现象;熔覆层晶内出现了Fe、Ni元素的富集,而晶界处则产生了Cr、W元素的偏聚。     

热处理对高频感应FeCrBSi熔覆层组织及性能的影响

采用高频感应熔覆技术在圆柱试棒表面制备了FeCrBSi熔覆层,并研究了热处理对该熔覆层组织及性能的影响,结果表明:FeCrBSi熔覆层均匀致密,无缺陷,与基体达到冶金结合;热处理可使界面均匀化,组织稳定化,界面处化学成分连续分布;热处理后熔覆层组织由奥氏体转变为马氏体,析出二次碳化物,共晶碳化物数量减少,形状由鱼骨状改...     

45钢表面激光熔覆Ni/WC性能研究

研究了在45钢表面激光熔覆Ni60合金时,WC对熔覆层组织性能的影响,分析了Ni/WC配比对熔覆层显微硬度、耐磨性及金相组织结构的影响。结果表明,采用Ni60+30%WC合金粉末进行激光熔覆时,能得到显微硬度和耐磨性俱佳的熔覆层。     

WC增强Fe基合金熔覆层的组织与湿砂磨损特性

采用等离子熔覆方法在Q235钢基体上制备了WC增强Fe基合金熔覆层,研究了添加质量分数为10%~30%WC-Co对熔覆层的微观结构和湿砂磨损特性的影响。结果表明:大部分WC-Co在等离子熔覆过程中发生分解,WC-Co添加量为30%时,熔覆层主要由α-Fe固溶体、Fe6W6C、(Cr,Fe)23C6和WC相组成;熔覆层的显微组织形貌自界面结合处至涂层上部逐渐转变,即由平面晶变为树枝晶再转为胞状晶,α-Fe固溶体主要以树枝晶/胞状晶存在,而Fe6W6C、(Cr,Fe)23C6相则主要在枝晶间析出;熔覆层显微硬度均不小于800HV0.2,其湿砂磨损形式主要为磨粒磨损,且熔覆层显微硬度与抗湿砂磨损能力均随WC-Co添加量增加而增大,这主要与强化相(Fe6W6C、(Cr,Fe)23C6、WC)的含量以及固溶强化效果随WC-Co添加量增多而增大有关。     

高频感应熔覆铁基涂层组织的研究

采用高频感应熔覆技术在低碳钢表面熔覆了一层铁基耐磨涂层,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对熔覆涂层的微观组织形貌进行了分析.结果表明:采用高频感应熔覆技术能制得冶金结合性能良好的铁基涂层,熔覆涂层的组织由大量的γ-(Cr-Ni-Fe-C)合金固溶体相和CrB,Cr2B,Cr23 C6,Cr7 C3,Fe3C等硼化物、碳化...     

等离子熔覆TiC/Fe基熔覆层显微组织及碳化物演变机理分析

目的 为了提高3Cr13马氏体不锈钢的硬度和耐磨性,在其表面制备TiC/Fe基熔覆层,分析熔覆层组织的均匀性及碳化物类型,探究碳化物演变机理和对熔覆层硬度的影响规律。方法 采用等离子同步送粉熔覆,在3Cr13不锈钢基材上熔覆球形TiC/Fe基熔覆层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱仪分析熔覆层微观形貌特征、相组成以及析出相的元素分布规律,利用显微硬度计测量熔覆层的硬度。结果 随着TiC添加量的增加,熔覆层中的Ti和C元素含量也增加,说明有部分TiC熔解。未添加TiC的熔覆层组织主要是Fe-Cr固溶体和(Fe、Cr)7C3,TiC/Fe基熔覆层的为Fe-Cr固溶体和TiC、(Fe、Cr)3C2、(Fe、Cr)7C3。两种熔覆层中的析出相主要以(Fe、Cr)7C3为主,但在TiC/Fe基熔覆层中还存在其熔解后重新析出的TiC及过渡相(Fe、Cr)3C2。TiC添加量增加,熔覆层显微硬度也增加。结论 TiC/Fe基熔覆层中的第二相除(Fe、Cr)7C3,还有原始TiC、析出的TiC和(Fe、Cr)3C2。在研究范围内,随着TiC添加量增加,熔覆层中熔解的TiC量也增加。析出的TiC可以作为(Fe3Cr4)C3的有效形核质点,促进(Fe3Cr4)C3的形成,形成过程是(Fe、Cr)3C2以析出的TiC为形核核心形核长大,随后相变为更加稳定的(Fe、Cr)7C3,在快速冷却过程中有未转变完的(Fe、Cr)3C2保留下来。熔覆层中的原始TiC、析出的TiC、生成的(Fe、Cr)7C3和(Fe、Cr)3C2作为硬质相提高了熔覆层的硬度。     

激光熔覆纳米WC颗粒增强型合金粉末的研究

以Ni60作为粘接金属,掺入纳米WC为增强相,在16Mn钢表面用激光熔覆技术制备具有高耐磨性、高硬度和无裂纹的金属基复合材料熔覆层,分析了纯Ni60和不同含量纳米WC熔覆层的微观组织.在相同工艺条件下,讨论了纳米WC含量对熔覆层金相组织和表面硬度的影响,为制备高性能且与基体呈冶金结合的熔覆层提供了依据.结果表明,含纳米WC的合金粉末熔覆层硬度均高于纯Ni60粉末熔覆硬度,且随着纳米WC含量的增加,熔覆层表面硬度也增大,当纳米WC含量达到5％时,熔覆层表面出现了裂纹.     

氩弧熔覆钢表面WC/NiCo硬质覆层的组织与性能

以碳化钨粉、镍粉、钴粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备了WC质量分数分别为65％,70％,75％的WC/NiCo硬质覆层.用金相显微镜对覆层的显微组织和界面组织进行了分析,用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了覆层显微硬度和相对耐磨性.结果表明:氩弧熔覆的WC/NiCo覆层主要由WC硬质相、NiCo粘结相组...     

高频微振对激光熔覆镍基WC增强涂层的影响

目的改善传统激光熔覆工艺制备的涂层组织粗大,物相分布不均匀,易出现气孔裂纹等缺陷。方法采用松香酒精溶液作为粘接剂,将涂层材料(镍包碳化钨粉末)预置于Q235钢基体表面,选用最优激光参数(功率P=1600 W、光斑直径d=5 mm、扫描速度ν=4 mm/s),并在高频微振辅助工艺下进行熔覆试验,最终制备出镍基碳化钨增强涂层。分别使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪及万能摩擦磨损试验机(UMT)对涂层的显微组织、元素成分及物相、显微硬度和耐磨性能进行测量分析。结果在高频微振产生的激振力作用下,涂层组织由粗大的树枝晶向等轴晶及细小枝晶转变,物相成分主要为γ-Ni(Fe)、Ni3Fe、WC、M(23)C6型化合物等,深色硬质相分布均匀,气孔裂纹等缺陷基本消失,涂层磨损机制主要为轻微磨粒磨损。与无高频微振辅助的涂层相比,显微硬度提高了17%,摩擦系数减小了29%,耐磨性提高了49%。结论利用高频微振辅助激光熔覆工艺,可使制备出的涂层质量显著改善,微观组织更加致密,成分分布更加均匀,细晶强化和弥散强化效果增强,硬度、耐磨性等力学性能得到明显提升。     

感应熔覆微-纳米复合材料涂层组织及摩擦磨损特性研究

以Ni60A、微米级和纳米级WC粉末为原料，利用感应熔覆技术在45钢表面制备了微-纳米WC复合材料耐磨涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪观察分析了复合材料涂层的显微组织结构；同时考察了复合材料涂层在室温滑动干摩擦条件下的耐磨性能。结果表明，复合涂层由WC、Cr23C6、Co6W6C、У-Ni固溶体等物相组成；其组织均匀，与基体之间为完全冶金结合；复合材料涂层表现出优异的耐磨性及良好的承载能力，其磨损速率随载荷增大变化不大。     

截齿等离子束表面冶金铁基耐磨涂层研究

采用等离子束表面冶金技术，在采煤机截齿磨损严重的部位制备了与基材呈冶金结合的铁基复合涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X衍射仪和显微硬度计等手段分析了冶金涂层组织，测试了涂层的显微硬度和磨损性能。结果表明：涂层主要由γ-（Fe，Ni）和（Cr，Fe）7（C，B）3相组成，在固溶强化、弥散强化和细晶体强化共同作用下，冶金涂层具有较高的显微硬度和较好的耐磨性能。     

1Cr18Ni9Ti 不锈钢表面电火花熔覆 WC 涂层特性研究

目的研究1Cr18Ni9Ti不锈钢经电火花强化后,WC涂层的显微组织和性能。方法采用电火花熔覆技术在不锈钢1Cr18Ni9Ti基体表面制备WC熔覆层,并分析熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度、耐磨性,采用线性极化法研究熔覆层在3.5%(质量分数)Na Cl腐蚀溶液中的耐腐蚀性能。结果熔覆层组织均匀、连续、致密,与基体呈冶金结合。显微硬度最大值达到1680HV0.3,平均值为1336HV0.3,比不锈钢基材提高了4倍,耐磨性是不锈钢基材的4倍。在3.5%Na Cl腐蚀溶液中,熔覆层的自腐蚀电位较不锈钢减小了约165 m V,击破电位低于不锈钢基材,维钝电流密度高于不锈钢基材。结论熔覆层具有高硬度和高耐磨性能,磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损,但在3.5%Na Cl腐蚀体系中,耐腐蚀性能低于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

镁合金表面高频感应熔涂铝涂层显微组织分析

采用感应熔涂技术在镁合金表面熔涂一层金属铝。运用SEM、EDS、XRD等手段研究了涂层的显微组织，通过测定动电位极化曲线研究了涂层的电化学腐蚀行为。结果表明，涂层与基体形成了扩散白亮带．实现了较好的冶金结合；涂层具有亚共晶组织的特点；大量的Mg17Al12相存在于涂层表面是耐腐蚀性能提高的主要原因。     

Characteristics of Fe-based WC Composite Coatings Prepared by Double-pass Plasma Cladding Process

The Fe-based WC composite coatings were clad on Q235 steel by double-pass plasma cladding method,in which the WC-Co(WC covered with cobalt:78wt%WC,12wt%Co)doping was about 10wt%,20wt%and 40wt%,respectively.The microstructure and wear performance of the composite coatings were investigated by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscope(SEM),energy dispersive spectrometer(EDS)and ball-disc wear tests.The results show that the clad coatings contain mainly?-Fe,WC and carbides(Cr23C6,Fe3W3C-Fe4W2C)phases and the precipitation of carbides increases with the increase of WC-Co doping content.The WC-Co doping content has an obvious effect on the microstructure of the clad coatings.For the clad coatings with low WC-Co doping,the microstructure gradually transforms from planar crystal at the interface of substrate/coating to cell/dendritic crystal at the middle and the upper portion of the coatings.But there are a number of fishbone-like structure at the middle and the upper portion of clad coating with 40wt%WC-Co doping.The microstructure at the top is smaller than that at the bottom for all the coatings.The maximum of hardness of the clad coatings is 72.3HRC which is about 6.9 as much as the hardness of Q235 steel substrate.The composite coatings have good wear resistance due to the reinforcement of carbide particles and the strong bonding between carbide particles and ferroalloy.The suitable increase of WC-Co doping content can improve the wear resistance of the composite coatings.     

感应熔覆涂层涡流分布的控制方法

本文对感应熔覆涂层涡流分布规律及控制方法进行了研究。通过测量涂层材料的电阻率及饱和磁化强度随温度的变化曲线，分析了感应加热过程中涡流分布及变化过程。利用扫描电子显微镜研究了中、高频感应熔覆涂层和基体显微组织的变化规律。通过试验，分析了不同截面形状和线圈匝数对感应熔覆工艺的影响。结果表明，利用单匝圆形截面线圈，采用(200～250)kHz的高频感应频率，并在熔覆前对涂层进行200℃预热是实现涡流控制、优化工艺的有效措施。