氩弧反应熔覆TiC/Ni复合涂层的组织与性能研究

利用氩弧熔覆技术,以Ni60自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料,在45增强相的Ni基复合涂层.利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,利用显微硬度仪测试了熔覆层显微硬度,用自制磨损试验机对比了熔覆层与淬火回火65Mn钢的耐磨性.结果表明,熔覆层成形良好,无裂纹、气孔等缺陷,与基体呈冶金结合;熔覆层的组织为γ-Ni奥氏体枝晶、CrB、TiB2、Cr23C6、Fe23C6及反应合成的弥散分布的球状TiC陶瓷颗粒;熔覆层显微硬度呈梯度分布,且越靠近基体表面,硬度越低;熔覆层具有优良的耐磨性能.     

氩弧熔覆TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层组织与性能研究

用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了采用氩弧熔覆技术制备的TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层的组织与性能.结果表明,氩弧熔覆的TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层主要由TiC、Ni3Si、γNi(Fe)过冷奥氏体相组成,TiC硬质颗粒和以TiC为核心原位生成的Ni3Si相弥散分布在镍基粘结相中.显微硬度和摩擦磨损实验表明,TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层平均显微硬度9.457 GPa,是基体平均显微硬度的4.78倍,在常温千滑动磨损条件下,TiC-Ni3Si/Ni基复合涂层磨损量约为同等摩擦磨损条件下Q235钢磨损量的11.84％.     

氩弧熔覆WC增强镍基涂层的组织与性能分析

利用氩弧为热源,以 Ni60A 和铸造 WC 混合合金粉末为原料,采用预置法在Q235 普通碳素钢上制备了 WC 增强镍基涂层,用 XJP-200 型金相显微镜和 KyKy-2800 型扫描显微镜观察了熔覆层的结合状况和组织结构,用 MH-6 型硬度计测量了熔覆层截面显微硬度,用 MPX-200 磨损试验机对比了熔覆层和 65Mn 淬火回火钢的耐磨性并分析了熔覆层的耐磨机理.结果表明,以氩弧为熔覆热源制备的熔覆层,组织致密均匀、强韧性高、耐磨性好且与基体呈冶金结合,熔覆层可以用于零件表面的耐磨强化.

Abstract：

In order to improve the wear-resistance properties of carbon steel, WC particulate reinforced Ni-based composite coatings was fabricated on Q235 steel substrate by using argon-arc cladding and using the mixed-powders of Ni60A and cast tungsten carbide powder as the raw materials. The bonding state and microstructure of the coatings were observed with metallography microscope model XJP-200 and scanning electronic microscope model KyKy2800, the microhardness of the cross section of the coatings was tested with the hardmeter of model MH-6, the abradability of cladding coating to 65Mn steel quenched and tempered was used to compare wear tester model MPX-200, and the abrasion mechanism of the claddings was analyzed. The results indicate that microstructure of the claddings is uniform, continuous and defect-free; the strength,toughness and wear resistance of the claddings are excellent; bonding between the coating and the carbon steel substrate is ensured by the strong metallurgical interface. The claddings can be used to strengthen the surface of the wear-resistant parts.     

氩弧熔覆工艺对Ni60复合涂层组织和性能的影响

利用氩弧熔覆技术在筛条表面成功制备出Ni60基复合涂层,应用OM分析了不同熔覆工艺下复合涂层显微组织。结果表明,工作电流100 A,扫描速度192 mm/min时,可以获得组织均匀、无裂纹和气孔的复合涂层,且基体和涂层结合良好。在保证熔覆质量的情况下,随工作电流减小,扫描速度加快,细晶强化和固溶强化效果增强,复合涂层的硬度和耐磨性显著提高。     

氩弧熔覆(WC+SiC)/Ni基复合涂层组织及性能研究

以WC、SiC和Ni60A粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q345钢基体表面制备出WC+γ-Ni5Si2增强Ni基复合涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和滑动磨损试验机对复合涂层的湿微组织、相构成、硬度及耐磨性进行了研究.结果表明:熔覆层相构成为WC、γ-Ni5Si2和γ-Ni,WC以颗粒状析出,由于氩弧熔覆时加热温度高,导致SiC分解,使Si与Ni在高温下形成了γ-Ni5Si2;熔覆层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;涂层最高硬度可达1200 HV0.2,是基体金属的4倍以上;在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨损性能,耐磨性比基体提高了11倍.     

钛合金表面氩弧熔覆TiC增强复合涂层组织与性能分析

把石墨粉末预涂在钛合金表面上,利用氩弧熔覆技术成功制备出原位自生TiC增强的金属基复合涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了熔覆涂层的显微组织,探讨了增强相TiC的生成机制;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度并用磨损试验机考察了其在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明,氩弧熔覆涂层组织均匀致密,原位自生TiC呈树枝晶和细碎的条状均匀地分布于整个涂层中;由TiC增强的复合涂层明显地改善了钛合金的表面硬度．平均硬度约为700HV0．2且沿层深方向呈梯度分布;涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性明显优于基体,约为钛合金的10．5倍．     

Q235钢表面氩弧熔覆TiC复合涂层的组织与性能

以Ti粉、C粉、Fe粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢表面原位合成了TiC增强Fe基复合涂层,分析了涂层的显微组织和物相,测定了涂层的硬度。结果表明:复合涂层与基体界面无气孔、裂纹,呈冶金结合;熔覆层组织由树枝晶、等轴晶组成,TiC主要分布于晶粒内和晶界处;涂层显微硬度随TiC含量的增加而增大。     

氩弧熔覆Mo—Ni-Si复合涂层组织与性能的研究

以Mo、Ni、Si粉末为原料,利用氩弧熔覆技术,在廉价的Q235钢材表面原位合成了MoNiSi/Ni3Si金属硅化物复合涂层.应用扫描电镜﹑X射线衍射仪﹑显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了观察和分析.结果表明:熔覆层与基体呈冶金结合,且整个涂层组织均匀,无气孔和裂纹等缺陷;涂层由初生相MoNiSi﹑共晶相MoNiSi/Ni3Si和α-Fe组成;涂层的显微硬度可达1 050～1 100 HV.     

氩弧熔覆制备WC颗粒增强复合涂层及其组织性能研究

采用氩弧熔覆技术,在45号钢表面制备出WC颗粒增强的耐磨复合涂层.通过光学显微镜、SEM、XRD和EDS分析了氩弧熔覆层的显微组织和相组成,并测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能.结果显示,熔覆层枝晶中弥散分布WC和W2C硬质相颗粒,出现Fe(W)固溶体和M6C型化合物,显微硬度(HV0.1)最高可达970,使基体45号钢的耐磨性能有较大提高.     

氩弧熔覆WC＋Ni3Si/Ni基复合涂层的组织与耐磨性

以Ni粉、Si粉、WC粉为原料,采用氩弧熔覆技术,在Q235钢表面制备出由WC、Ni3Si增强的Ni基耐磨复合涂层.利用XRD和SEM分析了氩弧熔覆层的相组成及显微组织,并测试了氩弧熔覆层的显微硬度和磨损性能.结果表明,熔覆区的组织是在Ni基体上均匀地分布着WC颗粒和Ni,Si枝晶,显微硬度最高可达1400 HV0.2;复合涂层中存在颗粒强化、细晶强化和同溶强化等多种强化作用,大幅度地提高了Q235钢的耐磨性能.     

反应电火花沉积合成TiN金属基复合涂层

利用自制的反应电火花沉积合成系统，以TA2为电极，以工业纯氮为保护气，在45#钢基体试件表面上原位反应合成了TiN金属基陶瓷复合涂层。利用X射线仪测定了涂层的物相组成，利用显微镜观察分析了涂层断面形貌及组织，利用硬度仪测试了涂层的显微硬度，利用磨损试验机对比了涂层与淬火W18Cr4V高速钢的耐磨性能。结果表明：涂层的平均维氏硬度为13230MPa，涂层中TiN物相的平均晶粒大小为50nm，涂层具有较好的耐磨性。     

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…     

激光熔覆Cu基复合涂层工艺与组织特征研究

利用２ｋＷ的ＣＯ２气体激光器在４５钢上熔覆Ｃｕ＋Ｃｒ２Ｏ３粉末,获得了良好的的熔覆层。ＳＥＭ观察发现,熔覆层组织中出现分层现象,由黑白两层交替组成。成分分析结果表明,黑层组织是富Ｆｅ相,而白层组织是富Ｃｕ相。以上双层组织形成过程与激光熔覆时溶池中的流动密切相关。     

氩弧熔覆原位自生ZrC-ZrB2颗粒增强金属基涂层的组织与性能

以Zr粉、B4C粉和Fe粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q345D钢基材表面原位合成了ZrC-ZrB2颗粒增强铁基熔覆层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合涂层显微组织和性能进行了观察分析。结果表明:在Q345D钢表面成功制备了ZrC-ZrB2熔覆层,熔覆层与基体呈良好的冶金结合。涂层的显微硬度可达1200 HV0.1,涂层耐磨性为基体的9.86倍。     

感应熔覆原位TiC/Ti复合涂层的结构特征与纳米力学性能

以钛和石墨为原料,采用预置粉末结合高频感应加热熔化的方法在Ti6Al4V基体表面制备了原位自生TiC增强Ti基复合涂层,研究了涂层微观结构、物相构成、纳米力学性能及显微硬度。结果表明,感应熔覆钛基复合涂层表面平整,内部无裂纹和孔隙,与基体形成了冶金结合;熔覆过程中Ti与石墨充分反应生成TiC增强相,涂层基质相由α-Ti和少量β-Ti构成;TiC在涂层内分布均匀,其纳米压痕硬度和弹性模量高达22和280 GPa,较Ti6Al4V基体分别提高18和130 GPa,因此使复合涂层具有较高的硬度。     

原位自生TiC颗粒增强金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，采用高频感应熔覆技术。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、结构和性能进行了分析。结果表明，熔覆层与基体呈冶金结合，无裂纹、气孔等缺陷；熔覆层组织由γ-Ni、M23C3、TiC组成，TiC大部分呈方块状，少部分呈花瓣状，颗粒尺寸为0.5-1.0μm，均弥散分布于熔覆层中，涂层的显微硬度可达980-1000HV0.2。     

送粉激光熔覆ZrO2/Ni60复合涂层组织结构与性能

采用送粉激光熔覆工艺分别制备了含1％和3％氧化锆陶瓷的强韧化镍基自熔合金涂层，考察了氧化锆含量，以及工艺参数对熔覆层组织结构与性能的关系。结果表明，氧化锆掺杂涂层的组织特征取决于熔池的流动性，由于氧化锆的密度较镍基自熔合金要小许多，因此在激光束提供的能量超过一定值之后，会出现分层的组织结构，反之可获得均匀的两相复合组织结构。最后给出了获得均匀组织结构的工艺方案。     

稀土CeO2对激光熔覆WC-Co镍基复合涂层组织形貌和性能的影响

采用激光熔覆技术,以自熔合金粉末Ni60B为金属基,微米和纳米12％Co-WC颗粒为陶瓷增强相以及少量的稀土CeO2作为第二添加相,在45钢表面制备复合陶瓷涂层.观察了涂层的截面和表面组织,研究了稀土对涂层硬度和磨损性能的影响.结果表明:CeO2作为第二相明显细化了熔覆层的组织,将涂层中的板块状组织细化到4μm左右,并...     

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。