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。     

激光熔覆Ti/Cr3C2复合涂层的组织与性能

利用预置Ti/Cr₃C₂复合粉末对H13模具钢进行了激光熔覆处理。通过SEM分析了不同粉末摩尔比下涂层的显微组织,讨论了涂层在干滑动磨损条件下的耐磨性及在800 ℃静态空气中的高温抗氧化性。XRD结果表明,复合涂层中主要物相为（Fe, Cr）固溶体和TiC、Cr₇C₃增强相。复合涂层室温（25 ℃）和高温（700 ℃）下的耐磨性较基体均有提高,相对耐磨性最低分别为3.68和3.79。800 ℃恒温氧化条件下具有较好的高温抗氧化性,氧化膜主要由Cr₂O₃和TiO₂组成。Ti和Cr₃C₂摩尔比为2.44:1时具有较好的耐磨性,摩尔比为2:1时具有较好的高温抗氧化性。     

激光熔覆Cr_3C_2-Ni复合涂层的减摩性能

以粉末化学镀法制备的Cr_3C_(2-)Ni复合粉末作为预置层,在Q235钢板表面用激光熔覆技术制备了减摩复合涂层.研究了Cr_3C_(2-)-Ni涂层在干摩擦条件下的减摩性能,并对磨损形貌进行了SEM观察,对涂层的硬度进行了测 试.结果表明,该涂层组织均匀致密、硬度较高;涂层的摩擦性能稳定,摩擦系数为0.44;硬质Cr_3C_(2-)粒子与金属粘结相的配合能有效提高熔覆层的承载能力,减小摩擦损失.     

激光熔覆FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层

研究了激光熔覆后经600—1000℃退火处理的FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层的组织和性能.结果表明,激光熔覆过程中的快速凝固条件有利于抑制涂层中金属间化合物的析出,涂层具有bcc结构,为有序固溶体,具有较高的硬度(900 HVo 5),相结构和硬度的高温稳定性好;涂层组织为树枝晶,Fe,Cr和Si在枝晶间富集,而Ni,Co和Al在枝晶中富集.随退火温度升高,Al和Si的偏析程度加剧,而其余元素的偏析变化不明显.EBSD研究显示熔覆态涂层的枝晶和枝晶间界面分布有大量小角度晶界,经600℃退火5 h后小角度晶界转变为大角度晶界,晶粒被细化.     

功率对激光熔覆Al-TiC-CeO2复合涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆技术制备Al-TiC-CeO2复合涂层,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、X射线应力测定仪、电化学工作站研究了不同的激光功率对涂层的组织、硬度、耐磨性、耐蚀性以及残余应力与裂纹的影响。结果表明：不同功率制备的涂层均出现Al-Fe相,与基体都呈现出良好的冶金结合,随着激光功率的增加,涂层的稀释率逐渐增加,涂层由块状和短棒状组织转变为细小颗粒状组织,细晶强化作用明显,涂层内各组织成分分布较均匀,此外,随着激光功率的增加,涂层表面显微硬度和耐磨性先减小后增加,涂层表面的残余应力均为拉应力,裂纹随着应力的升高而变大,当功率为1.6 KW时,涂层表现出较高的耐蚀性。     

激光熔覆Fe-Al复合涂层组织及性能研究

采用粉末预置法,在Q235钢表面激光熔覆Fe-Al复合涂层。采用SEM、XRD等方法分析了涂层的显微组织和物相结构,研究了不同激光工艺参数对涂层显微硬度和耐磨性的影响。结果表明,在优化工艺参数下,涂层与基体形成了良好的冶金结合,组织均匀细密,涂层中含有Al2O3硬质颗粒相及金属间化合物Fe3Al,其硬度和耐磨性得到提高。     

扫描速度对激光熔覆Ni基WC合金涂层组织与性能的影响

在45钢表面激光熔覆镍基WC合金涂层,分析扫描速度对熔覆层的成型、组织和性能的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、化学成分、相组成以及耐磨耐蚀性进行分析测试。结果表明,熔覆层组织致密,与基体有良好的冶金结合。扫描速度增大,熔覆层出现裂纹的倾向增大,底部柱状晶外延生长层宽度减小,组织晶粒细化,相组成种类几乎没有变化,显微硬度增大,耐磨耐蚀性提高。当扫描速度为200 mm/min时得到成型性及耐磨耐蚀性优良的熔覆层。     

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。     

激光熔覆原位合成TiC-TiB2复合涂层

为了提高材料表面的强度及耐磨性,在Fe901自熔性合金粉末中添加了不同比例的(TiO2+B4C+C+Al)混合粉末,采用激光熔覆技术在45钢表面成功制备了TiC-TiB2增强复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和磨损试验机等对复合涂层的相组成、显微组织形貌及力学性能进行了分析,同时对反应体系进行了热力学计算。结果表明:复合涂层与基材呈冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷。反应体系满足原位合成TiC和TiB2的热力学条件。涂层物相由α-Fe、TiC、TiB2和(Fe,Cr)7C3组成。细小的方块状TiC颗粒和长条状TiB2均匀弥散分布于涂层基体上,可起到进一步细化组织及沉淀强化的作用。添加(TiO2+B4C+C+Al)混合粉末后,涂层组织明显细化且树枝晶数量减少,并且随着添加量增多,组织越细小。TiC-TiB2增强复合涂层显微硬度在720~760HV0.2之间,比不含TiC-TiB2的涂层提高了30%左右,耐磨性明显提高,混合粉末添加质量分数为50%时耐磨性最好。     

TiAl合金激光熔覆复合材料涂层的高温抗氧化性能研究

利用预涂NiCr-Cr3C2复合粉末对γ-TiAl合金（简称TiAl合金）进行激光熔覆处理，制得了以Cr7C3、TiC硬质相为耐磨增强相，以γ-NiCrAl镍基固溶体为基体的复合材料涂层，研究了原始TiAl合金和激光熔覆涂层的高温（1000℃）恒温氧化性能。结果表明：激光熔覆复合材料涂层在1000℃恒温氧化条件下具有较好的抗氧化性能，氧化层结构较连续致密，在组成上主要由Al2O3、Cr2O3和TiO2组成，原始TiAl合金的高温氧化产物表层主要由脆性疏松的TiO2组成，而亚表层则为（TiO2＋α—Al2O3）的混合氧化物，表现出较差的高温抗氧化性能。     

热处理对激光熔覆IN939合金涂层组织与性能的影响

目的优化IN939镍基高温合金涂层的组织与性能。方法采用同轴送粉激光熔覆技术制备了IN939涂层,并将涂层分成四组,一组作为对照,其余三组分别采用单固溶处理、单时效处理、完全热处理(固溶+时效)。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),分析了显微组织结构和物相组成,并通过显微硬度测试、电化学腐蚀试验来研究热处理过程中涂层组织的变化对硬度和耐蚀性能的影响。结果激光熔覆IN939高温合金涂层的形貌良好,并且没有出现气孔、裂纹等缺陷。热处理前试样中很难观察到γ′相,而三组热处理后的试样中均出现了γ′相沉淀,其中单固溶处理后析出的γ′颗粒的平均粒径为60 nm,而单时效和完全热处理所析出的γ′颗粒的平均粒径为100 nm。热处理后涂层显微硬度有所提高,其中单时效后的涂层平均硬度为472.7HV0.2,比热处理前提高了10.2%;完全热处理后的涂层平均硬度为475.6HV0.2,比热处理前提高了10.9%。此外,电化学腐蚀试验结果显示,单时效处理和完全热处理后的IN939涂层的自腐蚀电流密度明显减小(分别为3.014×10~(–7)、3.441×10~(–7) A/cm~2),使得极化电阻分别提高了35.1%和39.3%,腐蚀速率大大降低。结论热处理能够使激光熔覆IN939涂层中的γ′相析出,单时效与完全热处理过程中γ′相的析出方式不同,但最终的尺寸和分布基本一致。热处理可以提高涂层的硬度和耐蚀性能,其中完全热处理对性能的提升最明显,单时效处理次之。     

扫描速度对激光熔覆Al-Ni-TiC-CeO2复合涂层组织与性能的影响

目的解决S355海洋钢在海洋环境中的腐蚀、磨损问题,制备良好的涂层结构,并延长其使用寿命。方法采用激光熔覆工艺在S355海洋钢表面制备Al-Ni-Ti C-CeO_2复合涂层,研究扫描速度对涂层组织与性能的影响,利用扫描电镜观察涂层的微观组织形貌,结合X射线衍射仪对涂层物相进行分析。采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站对涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性进行测试分析。结果不同扫描速度制备的涂层均出现Al-Fe相,涂层与基体有良好的冶金结合。随着扫描速度的增加,涂层厚度逐渐降低,涂层内组织由短棒状向颗粒状转变,裂纹和气孔逐渐减少,稀释率逐渐降低。涂层表面硬度最高为846.6 HV0.2。涂层磨痕宽度最低为449.4μm,深度为15.5μm,磨损速率最低为3.88×10~(–6)mm~3/(N·s)。涂层自腐蚀电位最大为–0.60396V,最小自腐蚀电流密度为2.3753×10~(–8)A/cm~2,阻抗最大能达到2.5kΩ,腐蚀速率最低为0.0725mm/a,约为基材的33.6%。结论在S355海洋钢表面激光熔覆Al-Ni-TiC-CeO_2复合涂层,可有效提高其耐磨与耐蚀性能。当扫描速度为7.5 mm/s时,性能最佳。     

铝合金表面激光熔覆SiC复合涂层工艺研究

采用激光熔覆技术在铝合金表面制备SiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层,其中SiC粉末采用预置和同步送粉两种方法.试验结果表明,在激光功率P=1～2.5 kW、光斑直径d=3～5 mm、扫描速度v=2～3 mm/s工艺条件下,预置SiC粉末厚度1 mm或送粉量mp=15 g/min,可以获得表面平、无裂和界面结合较好的熔覆层.     

激光-感应复合熔覆WC-Ni涂层极限条件研究

为解决熔覆层易开裂、熔覆效率低的问题以及合理地选择工艺参数.进行了激光-感应复合熔覆Ni基WC涂层的实验,定义了激光高速扫描下的极限熔覆状态,研究了激光比能与粉末面密度对熔覆层宏观形貌的影响规律.结果表明,最小激光比能、最大熔覆层厚度、接触角均与最大粉末面密度呈线性关系;激光-感应复合熔覆速度达3000 mm/min,送粉率达82.7 g/min,相对单纯激光熔覆技术的效率提高了近5倍,而且获得的Ni60A+20%WC涂层经检测无裂纹.     

激光熔覆MoSi2粉末涂层的组织结构和性能

用XRD、SEM、EDAX和显微硬度仪研究了 4 5钢基体激光熔覆MoSi2 粉末涂层的组织结构和硬度。结果表明 ,由于基体的稀释作用 ,涂层的相组成为FeMoSi、Fe2 Si和少量的Mo5Si3 。涂层组织呈现典型的细小枝晶组织特征 ,枝晶为FeMoSi领先相 ,枝晶间为FeMoSi和Fe2 Si两相共晶 ,组织中无孔隙和裂纹等缺陷。Mo、Si、Fe线扫描成分分析表明 ,这些元素都分布在涂层 基体界面处 ,且缓慢过渡 ,基体与涂层发生互扩散 ,为冶金结合。涂层硬度可达 84 5HV0 5 ,基体硬度为 180HV0 5 ,涂层硬度比基体高 3 7倍。从涂层到基体硬度逐渐降低 ,过渡区比较缓和。     

TiC对激光熔覆H13-TiC复合涂层组织和性能的影响

为提高热作模具钢的表面性能,在H13钢表面激光熔覆制备了H13-TiC复合涂层,研究了添加不同含量的TiC对H13-TiC复合涂层显微组织的影响,并模拟H13工况,测试了复合涂层的热稳定性、摩擦磨损性能等.结果表明,TiC含量较低时呈现近圆形、菱形等不规则形状;随着TiC含量的提高,呈现棒状、枝晶状等形态;TiC强化相的添加有效提高了材料的热稳定性、耐磨性能,熔覆层的耐磨性比H13基体提高3.5倍.这是TiC陶瓷颗粒在熔覆层中弥散和细晶强化共同作用的结果.     

激光熔覆镍基合金涂层组织结构研究

采用扫描是镜、Ｘ射线衍仪及高分辨透射电镜，研究了激光熔覆Ｎｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｉ高温合金涂层的组织结构，结果表明，得到的熔覆层为细化的树枝晶，由γ相与硼化物等的多元共晶组成。Ｘ射线分析测得平均点阵常数为３．５７２人。界面与基材形成稀释度很低的冶金结合。同时分别给出γ基体相「０１３」晶带和硼化物「０１０」晶带的电子射谱，以及界面高分辨象。     

激光熔覆WC增强Ni基复合涂层的研究进展

激光熔覆是一种新型表面改性技术,具有能量密度高、稀释率可控、涂层与基体呈现良好的冶金结合等优点,且快热快冷的特性有利于在基材表面形成具有细小致密组织的涂层,从而获得耐磨耐蚀等优异性能.WC增强Ni基复合涂层因兼具陶瓷材料优异的耐高温、耐磨性和金属材料良好的强韧性,近些年成为激光熔覆研究领域的热点.综述了激光熔覆WC增强...     

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。     

激光熔覆Ni2Si／Ni3Si2金属硅化物合金涂层显微组织与耐蚀性

以Ni76Si24（质量百分数）合金粉末为原料，利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了组织由条件Ni2Si初生相及少量Ni2Si/Ni3Si2共晶组成的新型金属硅化物合金涂层，分析涂层显微组织并测定其在0．5mol/1 H2SO4水溶液及不同浓度NaCl水溶液中的阳极极化曲线，结果表明激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层表面平整，组织细小，与基体为完全冶金结合，同时由于涂层的组织组成相Ni3Si2本身均具有极好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织，该激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层在0．5mol/l H2SO4及3．5％NaCl水溶液中均具有优良的耐蚀性能。