钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明：钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为Fe2Ti4O AlV3,白色颗粒为结晶析出的Al3V0.333 Ti0．666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为CaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0．2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0．2。     

激光熔覆生物陶瓷涂层生物相容性的研究

ＴＣ４基激光熔覆生物陶瓷涂层组织细小，且具有一定程度择优取向，涂层与基体间为化学冶金结合等特征。这些特征对骨组织的生物结合及稳定提供了有利条件，故植入活体后该涂层表现出良好的生物相容性及成骨性能。     

钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验.利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度.结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层.熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合.由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征.     

激光熔覆生物陶瓷涂层生物相容性的研究

ＴＣ４基激光熔覆生物陶瓷涂层组织细小，且具有一定程度择优取向，涂层与基体间为化学冶金结合等特征。这些特征对骨组织的生物结合及稳定提供了有利条件，故植入活体后该涂层表现出良好的生物相容性及成骨性能     

激光熔覆生物陶瓷涂层生物相容性体内研究

将激光熔覆原位合成的钙磷涂层及TC4分别植入健康的Mongrel成年狗,术后15天、60天和180天观察涂层与基材、涂层与机体组织的结合形态及植入后对动物的组织影响.此外,用涂层材料进行肌肉植入实验,分别在15天、37天、60天和180天观察其组织生长形态.结果表明:激光熔覆原位合成的钙磷涂层在动物体内其表面有新骨产生,说明了涂层材料在机体内具有诱导骨生成的生物活性;观察动物的植入部位无感染,无组织吸收或增生等不良反应,材料与肌肉间未发现有不良反应,材料与肌肉界面覆盖的结缔组织层随种植时间延长而增厚.激光熔覆原位合成的钙磷涂层具有良好的体内生物相容性和活性,是一种体内生物陶瓷涂层材料.     

稀土对真空熔覆Ni基/WC涂层组织结构的影响

以往对稀土Ce La影响真空熔覆Ni基/WC涂层的探讨较少.采用真空熔覆的方法在45钢上获得添加有稀土的Ni基/WC复合涂层,借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层的显微组织、化学成分和相结构.结果表明:稀土的加入改善了真空熔覆Ni基/WC复合涂层的组织,消除了针状相,使组织更加均匀致密;稀土还降低了Ni基/WC涂层各组成相中Fe元素的含量,减缓了Fe原子对Ni基合金涂层的"稀释"作用;稀土还使真空熔覆Ni基/WC涂层的(Ni,Fe)固溶体基体部分转变成了(Ni,Cr,Fe)固溶体基体,并析出了新的第二相NiB.     

合金成分对镍基合金激光熔覆涂层组织与性能的影响

为了研究激光熔覆镍基合金涂层显微组织与性能之间的关系,本文选用Ni25、Ni45、Ni60镍基自熔性合金粉末作为熔覆材料,在同一工艺参数下在45#钢基体上制得Ni25、Ni45、Ni60合金激光熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计等方法对涂层的显微组织、物相组成、显微硬度等进行了研究。结果表明从Ni25到Ni60合金涂层,随着合金元素含量的提高,涂层微观组织逐渐由亚共晶转变为过共晶,γ-Ni奥氏体枝晶所占体积分数减少,尺寸细化,枝晶间的共晶组织和硬质相所占的体积分数增大,涂层和基体之间结合带的宽度越来越窄,熔覆层的显微硬度越来越高。Ni25、Ni45合金涂层的平均显微硬度分别为250HV和550HV左右,而Ni60合金涂层的平均硬度却高达750HV左右,为Ni25合金涂层的3倍。     

稀土在激光熔覆涂层中的分布及其对腐蚀性能的能影响

用激光快速熔凝法向金属表层加入稀土，结果表明：激光处理能够把较多的稀土加到钢的表层；钢表层中的过饱和稀土除和氧、硫作用外，还可固溶于晶内、晶界或其附近，甚至能形成金属间化合物ＲＥ２Ｆｅ１７；经过稀土和激光复合处理的表面具有较高的耐腐蚀性能。     

Cr2O3 梯度涂层的组织与耐磨性研究

采用等离子喷涂技术设计并制备了耐磨梯度涂层。涂层组织,以及显微硬度和磨损率测量结果表明,从基体到陶瓷层,通过涂层成分的逐渐变化,涂层的组织及性能均具有梯度涂层的特征。     

纳米La_2O_3含量对NiCrCoAlY熔覆涂层组织及硬度的影响

基于激光熔覆技术在TC4合金表面制备NiCoCrAlY熔覆涂层,考察纳米稀土La2O3含量对熔覆涂层质量的影响。利用金相显微镜、扫描电镜以及显微硬度计对添加稀土La2O3含量分别为0,1%,2%和3%的涂层的微观形貌、组织及硬度进行观察和研究。结果表明,随着纳米稀土La2O3含量的增加,熔覆层的稀释率逐渐降低,抑制了熔覆层中柱状晶的生长,加速了枝状晶的形成,且枝状晶的分支加剧,二次枝状晶的间距减小,使熔覆层的晶粒得到细化,并且出现花朵状。添加纳米稀土La2O3的熔覆层硬度相对未添加的都较高,但随着其含量的增加呈现逐渐下降趋势。     

激光熔覆Fe-Ti-V-Cr-C合金涂层的微观组织和性能

采用激光熔覆技术制备了Fe-Ti-V-Cr-C合金耐磨涂层.借助光学显微镜、XRD、扫描电镜、显微硬度计以及磨损试验机,研究了不同铬铁加入量对涂层组织及性能的影响.结果表明:在激光熔覆条件下,钛铁、钒铁、铬铁与石墨通过原位反应生成了稳定的硬质相,呈粒状或花状分布的TiC-VC复合相和断续网状分布的Cr7C3陶瓷相均匀分...     

激光熔覆NiCrAl-陶瓷涂层的显微组织研究

运用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了(TiO-2+B-2O-3+Al-2O-3+TiB-2)/NiCrAl金属陶瓷涂层,其中的TiB-2和Al-2O-3陶瓷颗粒在激光加工过程中原位反应生成;对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了分析研究;熔覆层中的主相依次分别是γ|Ni,γ′,Al-2O-3和TiB-2,熔覆层的微观结构和硬度主要和激光处理参数和熔覆层化学组成有关［1～9］;陶瓷相的原位生成和加入,大大改善了熔覆层的硬度和覆层/基体界面的结合性能。     

等离子熔覆铁基涂层的组织及冲蚀磨损研究

采用等离子熔覆法制备了铁基涂层.研究了涂层的组织结构,测试了涂层的显微硬度及耐冲蚀磨损性能,并利用扫描电镜对涂层显微组织、冲蚀表面形貌进行了分析.结果表明:涂层显微硬度是基体材料不锈钢1Cr18Ni9Ti的2倍,最高达到550,涂层冲蚀后质量损失是不锈钢对比试样1Cr18Ni9Ti和0Cr13Ni5Mo的1/2左右.     

激光熔覆铁基合金梯度涂层的组织性能及应用

辊轴是高速线材轧机的重要部件,轴颈表面易磨损,为了延长辊轴的服役寿命,可以对磨损后的轴颈表面进行激光熔覆再制造。但是辊轴表面硬度较高,激光熔覆高硬度粉末易产生大量裂纹,而梯度熔覆则可在一定程度上解决此问题。前人关于梯度熔覆的研究多集中于理论及工艺阶段,鲜见应用于实际修复中。本工作利用4 k W光纤激光器在辊轴材料45~#钢基体表面逐层熔覆了Fe1合金粉末和Fe5合金粉末,前者为过渡层,后者为强化层。利用渗透探伤检测了涂层表面的缺陷情况,运用OM、SEM和EDS等手段分析了熔覆层的显微组织及元素含量变化,采用XRD技术分别分析了各层的物相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,梯度熔覆层表面形貌良好,无宏观裂纹,内部组织致密无缺陷。各层之间呈现良好的冶金结合,过渡层与强化层结合处的晶粒出现了细化,上层晶粒比下层晶粒细小。XRD分析表明,过渡层主要由奥氏体组成,强化层由奥氏体和马氏体两相组成。熔覆层硬度呈典型的梯度分布,强化层平均硬度为566. 12HV_(0. 2),达到了辊轴的硬度要求,过渡层平均硬度为385. 98HV_(0. 2),起到了很好的缓冲作用。最后,推导出了激光熔覆时机械臂与轴颈转速之间的关系模型,取得了较好的修复效果。     

铝青铜表面激光熔覆镍基涂层的组织与磨损性能

为了改善铜合金表面的耐磨性能,利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在铝青铜上制备了镍基涂层。分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及磨损性能。结果表明：熔覆层组织致密、无裂纹,与铝青铜形成了良好的冶金结合;从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的柱状晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡;激光熔覆层磨损量约为铝青铜的1／4,熔覆层耐磨能力的增强归因于熔覆层与铝青铜间良好的冶金结合及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用。     

高频感应熔覆TiN/Co涂层组织及性能研究

为提高抽油杆表面的硬度和耐磨性,利用高频感应加热熔覆技术成功地在35CrMo钢基体上制备了TiN强化Co基复合涂层。涂层组织均匀致密,未出现明显的气孔、裂纹等缺陷。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段研究熔覆层的组织结构,利用维氏显微硬度计表征涂层的显微硬度,并对涂层进行大削盘摩擦副试验,分别测试其摩擦系数和磨损量。结果表明:熔覆层的组织主要是γ-Co过饱和固溶体,且Cr_(23)C_6、Cr_2B以及TiN等硬质相弥散分布于Co基体上;熔覆层具有较高的硬度,TiN掺杂量为10%的涂层表面硬度达到了788HV_(0.1),且由结合面至涂层表面,硬度逐渐增加;在相同的磨损条件下,10%TiN/Co复合涂层的耐磨损性能最好,其摩擦系数和磨损量较未添加TiN的涂层分别降低了40%和45%;涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损相结合。     

SiC含量对激光熔覆SiC/Ni60A复合涂层显微组织和耐磨性能的影响

利用LDM2500-60半导体激光器在45#钢板上制备SiC颗粒增强Ni60A合金激光熔覆涂层,系统研究SiC含量对涂层的显微组织、稀释率、耐磨性、摩擦因数和显微硬度的作用规律。结果表明:随着SiC含量增加,熔覆表层的微观组织细化,稀释率、耐磨性、摩擦因数和硬度均先增加后降低;当SiC含量为20%(质量分数,下同)时,熔覆层的耐磨性能最佳,磨损量仅为0.0012g,为基体磨损量的1/36.3;摩擦因数最小为0.464,且磨损过程最为平稳;熔覆层平均硬度值最高,达到1039.9HV0.2,为基体的3.5倍;但当SiC含量达到25%时,熔覆层的显微硬度与耐磨性能反而下降。     

激光熔覆生物陶瓷涂层温度场的数值模拟

本文针对激光熔覆原位合成生物陶瓷涂层的试验过程，进行了相应的数值模拟。计算出激光熔覆合成羟基磷灰石等钙磷基生物陶瓷的三维温度场。结果表明激光熔覆形成的温度场有利于生物陶瓷涂层形成细小且呈梯度分布的组织。     

TiB2量对42CrMo齿轮钢表面感应熔覆Ni基涂层组织与性能的影响

为了提高42CrMo钢表面Ni基涂层的耐磨性能,利用感应熔覆工艺处理42CrMo钢的表面制得了具有不同TiB₂含量的Ni基涂层,之后对该涂层实施了能谱、扫描电镜表征,同时对涂层硬度与耐磨性能进行了测试,比较了不同TiB₂含量的镍基涂层在组织形态和性能方面存在的差异性。研究结果表明:微观形貌截面区域的组成结构包括扩散转移带、基体层、涂层共三层。当涂层内含有的TiB₂比例到达15%时,熔覆涂层的组织尺寸达到最小状态。从外往内变化时涂层硬度逐渐降低,而且离扩散转移带的距离越小时对应的涂层硬度也越低。涂层磨损量也表现出了和摩擦系数相近的变化规律,都表现为随TiB₂添加量的增加出现单调降低的变化,在TiB₂添加量到达15%时,涂层磨损形貌中存在明显的麻坑和划痕。