Ni－Fe－Cr－B－Si涂层超塑扩散焊接的强化效应及耐磨性

研究了Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ合金涂层超塑性扩散焊接及焊接后的强化效应。通过对涂层的组织结构分析、硬度及耐磨性能的测试表明，当基材（５ＣｒＭｎＭｏ钢）与涂层产生协调超塑变形时，涂层原颗粒间、涂层与基材结合界面完全焊合。超塑焊合后的涂层比高频重熔及火焰重熔涂层硬度（ＨＶ）提高１００－１５０，耐摩擦磨损性能提高３０％。指出，沉淀强化、细晶强化及晶内位错密度增加是引起涂层强化效应和提高耐磨性的主要因素。     

Ni基WC复合喷涂层的超塑性扩散焊接及耐磨性

研究了在５ＣｒＭｎＭｏ钢基材上用氧－乙炔火焰喷涂Ｎｉ基ＷＣ复合涂层的超塑性以及ＷＣ含量对超塑性扩散焊接涂层耐磨性能的影响。结果表明,通过超塑变形使得喷涂孔洞大量焊合,同时涂层与基材产生冶金结合。超塑性扩散焊接涂层具有优异的耐磨性能。     

CrWMn钢喷涂NiFeCrBSi（G112）合金粉层的超塑焊合

ＣｒＷＭｎ钢火焰喷涂ＮｉＦｅＣｒＢＳｉ合金涂层。进行了恒温压缩超塑性试验，采用变截面法测定了ＣｒＷＭｎ钢的塑性流动应力对变形速率敏感性指数ｍ值，用涂层和基材的应变速率比Ｗ值，确定涂层和基材的最佳超塑条件，研究了涂层孔洞，涂层原颗粒间界及涂层与基材结合界面在不同变形温度下的焊合效果，指出在基材超塑温度范围内，Ｗ＝１时，涂层焊合良好，并具有较高的多冲抗力。     

CrWMn钢喷涂NiFeCrBSi（G112）合金粉层的超塑焊合

ＣｒＷＭｎ钢火焰喷涂ＮｉＦｅＣｒＢＳｉ合金涂层，进行了恒温压缩超塑性试验，采用变截面法测定了ＣｒＷＭｎ钢的塑性流动应力对变形速率敏感性指数ｍ值．用涂层和基材的应变速率比Ｗ值，确定涂层和基材的最佳超塑条件．研究了涂层孔洞、涂层原颗粒间界及涂层与基材结合界面在不同变形温度下的焊合效果，指出在基材超塑温度范围内，Ｗ＝１时，涂层焊合良好，并具有较高的多冲抗力．     

Ni—Fe—Cr—B—Si无氧化喷熔及其涂层超塑扩散焊接后组织与性能

自行研制了实现Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ自熔性合金粉末无氧化喷熔的装置,并对其涂层与基材进行超塑扩散焊接。通过对其组织与性能对比性研究,结果表明,无氧化喷熔涂层的结合强度、抗热磨损性能及抗热疲劳性能比空气中喷熔有显著提高。当对涂层进行超塑性扩散焊接后各项性能得以进一步提高。     

Al—Si合金等离子涂层Ni—Cr—B—Si的激光重熔

利用５ｋＷ ＣＯ２激光器重熔Ａｌ－Ｓｉ合金表面的Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ等离子喷涂层。ＳＥＭ和ＴＥＭ分析结果表明，激光熔层内晶化区和非晶化区共存，在后续熔区的传热作用和周围结晶潜热作用下，有部分非晶晶化为Ｎｉ３Ａｌ纳米晶（２－５ｎｍ），其中一些逐渐长大成为细小的粒状晶。未晶化区硬度极高（ＨＶ＝１２３５），是原等离子喷涂层硬度的４倍。     

40Cr—9SiCr钢的超塑焊接工艺

４０Ｃｒ、９ＳｉＣｒ钢经预处理和表面处理后可在空气炉中实现超塑性固相焊接，其焊接工艺条件为：温度７７０～７９０℃、应变速率２～３×１０（－４）ｓ（－１）、预压力６０～８０ＭＰａ、时间３～７ｍｉｎ，焊接强度接近基材４０Ｃｒ钢强度     

电刷镀Ni—W过渡层与离子镀TiN复合涂层的结合力和磨损特性

研究了３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ基体电刷镀Ｎｉ－Ｗ过渡层和离子镀ＴｉＮ复合涂层的结合力及强化机理。利用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析了涂层结构,用划痕法测定了涂层结合力,并测定和分析了涂层的磨损特性。结果表明：由于ＴｉＮ沉积过程中的温度效应,混合晶态的电刷镀Ｎｉ－Ｗ层发生晶化和析出强化,并形成界面扩散层和双层复合,从而使ＴｉＮ复合涂层的结合力和硬度明显提高;Ｎｉ－Ｗ过渡层对ＴｉＮ涂层起有力的支撑作用。Ｎｉ－Ｗ与ＴｉＮ复合涂层的耐磨性优于ＴｉＮ单层。     

FeNiBSi涂层合金的超塑变形

研究了ＧＣｒ１５钢基体上火焰喷涂ＦｅＮｉＢＳｉ合金的超塑性及其变形，以及超塑变形时涂层与基材间的协调关系，涂层合金经超塑变形后，其内部孔洞消失，涂层与基材之间产生冶金结合。     

高温合金激光表面熔铸涂层组织与性能的研究

研究了高温铸造镍基合金ＧＨ３３激光表面熔铸镍基合金涂层的组织与性能。结果表明，基体对涂层合金的稀释较小，涂层与基体之间形成良好的冶金结合；Ｘ射线衍射分析表明，涂层基体组织为γ－Ｎｉ枝晶，枝晶间为γ－Ｎｉ、Ｍ２３（ＣＢ）６、Ｎｉ３Ｂ、Ｃｒ２Ｂ、ＣｒＢ、ＷＣ。涂层显微硬度分布均匀，涂层耐磨性能较基体高１０倍以上，通过组织与性能的综合评价，得出了激光熔铸涂层的最佳工艺参数。     

自保护堆焊工艺制备的铁基含非晶合金涂层

研制了一种含Fe,Cr,Ni等元素的自保护药芯焊丝,通过自保护堆焊工艺在45号钢基体上制备了铁基堆焊层。对堆焊层的宏观形貌和堆焊工艺条件进行简单评估,并对堆焊层的物相组成和微观组织结构进行了表征,对堆焊层的硬度、耐磨性、耐蚀性、热稳定性、抗裂性、自保护性能等进行了研究。结果表明:堆焊层为含非晶涂层,具有较好的耐磨、抗裂、耐蚀性能,且热稳定性良好,各项焊接工艺性能也较为理想,综合性能优异。     

铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层及其组织性能

目的 以40Cr钢为基体,制备掺杂铬铁原矿粉的CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,提高其硬度与耐磨性.方法 在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯金属粉末中掺杂铬铁原矿粉,矿粉有效原子数分数为0％、5％、10％、15％时,采用激光熔覆技术,在40Cr钢基体上制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层.利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜,表征高熵合金涂层的物相结构及微观组织.利用硬度计、磨粒磨损机,对涂层的硬度及耐磨性能进行表征.结果 不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层为单一的BCC相,铬铁原矿粉为10％时,出现FCC相.高熵合金涂层微观组织以胞状树枝晶为主,涂层与结合区存在明显分界,与基体呈良好的冶金结合.不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层平均硬度值为643.5HV;铬铁原矿粉为15％时,涂层平均硬度值为838.1HV,是基体的3.4倍.磨损率随铬铁原矿粉占比的增加而降低,铬铁原矿粉有效原子数分数为15％时,磨损率约为0.14 mg/mm2,耐磨性能最好.结论 在40Cr钢基体上成功制备出了以铬铁原矿粉为掺杂组元的高熵合金涂层,铬铁原矿粉的掺入,提升了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层的硬度与耐磨性.     

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。     

球墨铸铁轧辊电火花沉积层组织结构和性能

采用电火花沉积方法将YG8电极材料沉积在球墨铸铁轧辊材料上,制备了WC沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能.结果表明:沉积层主要由Fe_3W_3C、Co_3W_3C、W_2C和Fe_7W_6等相组成,沉积层与基体呈冶金结合,Fe_7W_6、W_2C等硬质相弥散分布于沉积层中,部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸;沉积层硬度分布不均匀,平均硬度为1759 HV0.3;沉积层具有优异的耐磨性,其磨损性能是基体的3.7倍;沉积层的磨损机理以粘着磨损和疲劳磨损为主,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度以及耐磨性提高的主要因素.     

Cr基金属氮化物涂层改善冷冲模性能的研究

采用非平衡磁控溅射法在硬度分别为56HRC和62HRC的Cr12MoV冷作模具钢表面制备Cr/CrN/CrTiAlN涂层,综合分析了涂层的表面性能,并进行了应用试验。实验结果和应用试验表明：Cr/CrN/CrTiAlN涂层能显著提高Cr12MoV钢基体的表面硬度（2550HV25）及承载能力,并与基体较好地结合,从而显著减少了Cr12MoV钢基体的磨粒磨损,耐磨性提高,对于高的基体硬度这一效果更为明显。经Cr/CrN/CrTiAlN涂层的翻边精整冷冲模,较未表面处理模具其使用寿命提高了两个数量级以上。     

Cr12MoV钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层的组织及性能

使用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni20Cr和Ni60A多层Ni基合金耐磨涂层,并使用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪分析了涂层的物相和显微组织。同时运用显微维氏硬度计以及高速往复摩擦磨损试验机对比分析了涂层与基体的硬度及耐磨性。结果表明,采用Ni20Cr作为打底层的多层Ni基合金涂层,能有效改善涂层与基体的冶金结合,大大减少涂层中的裂纹、气孔等缺陷。涂层表面物相主要为g-(Fe, Ni)、FeNi₃、BNi₃、Cr₃C₂以及Ni-Cr-Fe;涂层底部至表面的组织为胞状树枝晶、柱状树枝晶、择优生长树枝晶以及等轴树枝晶。Ni60A涂层大大提高了Cr12MoV模具钢的表面硬度,涂层表面显微硬度最高可达到1000 HV0.2,是基体的1.6倍。Ni60A涂层耐磨损性能明显优于基体,较基体提高了2.0~3.3倍。在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层后,形成了Cr₃C₂、Ni-Cr-Fe等硬质相,可有效提高其表面的硬度和耐磨性,起到降低模具在使用过程中因摩擦磨损而报废的概率,从而进一步延长模具的使用寿命。     

TC4钛合金表面化学镀Ni-P合金耐磨层研究

利用化学镀方法在TC4钛合金表面成功制备结合力良好的Ni-P合金耐磨层,研究了提高镀层结合力的方法,结合SEM、XRD、EDS等现代物理分析方法分析了不同温度热处理后镀层的组织结构,从而建立不同热处理温度、镀层结构与镀层硬度和耐磨性能的关系。结果表明:二次浸锌活化方法和热处理能显著提高镀层与基体的结合强度,经600℃热处理后镀层结合力达到35N。基材的硬度HV为3780MPa,磨损量为9.6mg,镀态镀层的硬度HV为5760MPa、磨损量为7.7mg。随着热处理温度升高Ni3P相增多,该相的弥散分布使镀层硬度增加,最高硬度HV达到9790MPa,但400℃后硬度降低,这是由于Ni3P相随着热处理温度的继续升高而发生偏聚,使弥散强化程度下降;镀层的磨损量随着热处理温度的升高而减小,说明耐磨性能随着热处理温度的升高而增强,600℃热处理后,虽然镀层晶粒长大、粗化及镀层硬度降低,但此时镀层晶格的完整性最佳,镀层塑性和韧性提高,所以耐磨性能最好。     

坡缕石对三元硼化物陶瓷涂层耐磨性的影响

三元硼化物陶瓷涂层由于硬度高、耐磨性好、热膨胀系数与Fe相近,是钢基体耐磨层的优选之一。坡缕石由于其独特的晶体结构,是减摩材料的良好选择。将占骨料总质量分数1%、2%、3%、4%、5%的坡缕石添加到三元硼化物陶瓷涂层中,测试了坡缕石对涂层耐磨性的影响。结果表明,坡缕石的添加使涂层变得致密,但对涂层界面强度影响较小;含2%坡缕石涂层抗磨粒磨损性能提高2.6倍,抗黏着磨损性能提高4.2倍。     

真空熔覆镍基合金-碳化钨复合涂层的研究

为了提高零件表面的硬度和耐磨性,使用真空熔烧法,在计和耐磨试验得到了WC复合涂层不同深度的硬度分布及耐磨性变化数据.结果表明:涂层中扩散层部分的硬度最低,涂层的硬度较基体和扩散层都有较大的提高,而且涂层部分不同深度硬度变化不大;在干摩擦条件下,涂层最外层的耐磨性最好,中间几层的耐磨性能相当,靠近扩散层处的涂层的性能最差.