感应熔覆Co基涂层工艺

感应熔覆技术是一种高效的表面防护技术,能有效提高钢件表面的硬度、耐磨性和耐蚀性,延长工件使用寿命等。其中Co基合金具备很高的红硬性,可有效改善基体的耐磨损性能。因此感应熔覆Co基复合涂层能够更有效的提高钢件表面的硬度、耐磨性和耐蚀性等。文章就感应熔覆Co基复合涂层的工艺进行了论述。     

感应熔覆Mo2FeB2/Fe耐磨涂层的组织与性能研究

本文采用真空反应烧结合成出Mo2FeB2硬质颗粒,并采用感应熔覆技术在钢基体表面成功制备出以Mo2FeB2为强化相的硬质涂层,并对其组织结构、界面相容性和耐磨性进行了研究。结果表明,在1 350℃真空烧结30min所制得Mo2FeB2硬质相颗粒分布均匀致密且硬度高;感应熔覆Mo2FeB2/Fe涂层的硬质相最佳含量为50%质量分数,涂层组织分布均匀孔洞较少,硬度高达65.5HRC,涂层与基体结合良好。磨损试验表明,Mo2FeB2强化层具有比YG8硬质合金更好的耐磨性。     

车用不锈钢表面激光原位合成FeCrCoNi涂层组织及耐磨性

为提升车用316不锈钢的表面硬度及耐磨性,采用激光熔覆原位合成法在316不锈钢表面制备FeCrCoNi高熵合金涂层。分别对FeCrCoNi高熵合金涂层的相组成、元素分布、显微硬度及耐磨性进行研究。结果表明：原位合成制备的FeCrCoNi高熵合金涂层无裂纹、气孔等缺陷,与基材呈现良好的冶金结合。FeCrCoNi高熵合金涂层由单一的FCC相组成,涂层组织为树枝晶。各元素分布均匀,无明显偏析。FeCrCoNi高熵合金涂层的截面平均显微硬度约为283.7 HV,相较于316不锈钢基体提升了约50%。FeCrCoNi高熵合金涂层的平均摩擦因数分别为0.377和0.438,比磨损率分别为2.27×10^-5mm³/N·m和6.17×10^-5mm³/N·m,FeCrCoNi高熵合金涂层的磨损率降低了70%。FeCrCoNi高熵合金涂层的磨损机制为磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂涂层及耐磨性能研究

采用超音速火焰喷涂方法在45号钢基体上制备了NiCr、316L、10Co4Cr/WC、12Co/WC等4种涂层,对涂层组织进行了金相观察,测试了涂层的硬度及耐磨性。结果表明,上述涂层与45号钢基体界面结合良好,孔隙率为0.50%~2%,平均厚度20μm左右,不同涂层硬度及耐磨性顺序为:10Co4Cr/WC>12Co/WC>(45号钢基体)>316L>NiCr20。     

石油钻杆激光增材制备耐磨带的组织结构及性能研究

利用6kW高功率半导体激光器,在42CrMo基体上制备Fe基Co/WC复合陶瓷涂层及Stellite 12耐高温合金涂层,分别用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计及摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、硬度及耐磨性进行研究。结果表明,涂层与基体呈冶金结合;涂层底部晶粒以近似垂直于基体界面的胞状晶的形态生长,中部以柱状晶过渡到树枝晶,上部是具有一定生长方向的细小枝晶;Fe~(-9)+30%Co/WC涂层组织均匀致密、晶粒细小,WC颗粒保存完整,耐磨性相较于42CrMo涂层提高18.6倍;Fe~(-3)+30%Co/WC涂层平均显微硬度最高达到489 HV0.5,是基体硬度的3.25倍,耐磨性也最好,相较于42CrMo涂层提高220倍。     

超音速活性电弧制备锅炉用耐磨涂层性能研究

以FeCrNiBSi丝材为喷涂材料,采用Flame Arc超音速活性电弧喷涂系统在Q235钢为基体的工业锅炉用材料表面制备出结合强度高、耐磨性强的涂层;通过金相观察、拉伸试验、摩擦磨损试验,分别评价FeCrNiBSi涂层的孔隙率、显微硬度、结合强度和耐磨损性能;并通过扫描电子显微镜观察涂层微观形貌和磨损形貌。结果表明,涂层与基体结合良好,界面处未见任何分离,涂层结构比较致密,孔隙较少,孔隙率为0.71%,硬度为720 HV0.3,与基体结合强度达到60 MPa。相对于Q235钢,FeCrNiBSi涂层具有优异的抗磨损性能,其抗磨损性能是Q235钢的28倍。FeCrNiBSi涂层磨损机理为显微犁削和黏着磨损,耐磨性良好,具有良好的应用前景。     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的微观结构与摩擦磨损行为

分别采用超音速火焰喷涂工艺和爆炸喷涂工艺,在Q235不锈钢基体上制备Fe基非晶合金涂层,对比研究这2种非晶合金涂层在室温下的干摩擦磨损特性,并探讨摩擦磨损机理.结果表明,与超音速火焰喷涂工艺制备的Fe基非晶合金涂层相比,采用爆炸喷涂工艺制备的涂层更致密,孔隙率为2.1％,显微硬度更高,平均硬度高达1 095.6 HV,且耐磨性更好;并且涂层摩擦因数增至稳定值的时间较短,具有更稳定的摩擦磨损行为.超音速火焰喷涂涂层的磨损形式主要以疲劳磨损为主,而爆炸喷涂涂层的磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损的综合作用,并以粘着磨损为主.     

氩弧熔覆TiB/FeB增强Fe基复合涂层组织与性能研究

以Fe粉、Ti粉和B粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出TiB/FeB增强Fe基复合涂层,应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织.并测试了涂层的硬度和耐磨性.结果分析表明:在Q235钢表面成功制备了以α-Fe为基体,以TiB/FeB颗粒为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 100HV,涂层耐磨性较基体提高近12倍.复合涂层的磨损机理为显微擦伤式磨损.     

合金型镍基自熔性碳化钨粉末及涂层性能研究

镍基自熔性合金粉可有效增强工件耐磨性,在民用领域应用广泛。本文采用水雾化制备了合金型镍基自熔性碳化钨粉末,并采用两步法火焰喷焊进行喷涂试验,并与混合型镍基自熔性碳化钨粉末及涂层进行对比。分析了两种粉末及涂层的物理化学性能及强化方式。合金型镍基自熔性碳化钨粉末球形度好,氧含量低,自熔性好;喷焊层硬度高,微观组织均匀,性能与混合型相近。     

42CrMo钢表面高频感应熔覆WC增强镍基复合涂层的研究

通过高频感应加热在42CrMo钢表面熔覆制备0.5 mm厚的WC增强Ni60复合涂层。通过电子显微镜、显微硬度计、能谱仪、X射线衍射仪以及万能摩擦磨损实验机研究分析了图层的组织形貌、相结构、硬度和耐磨性。结果表明:熔覆层组织均匀,主要由WC、W_2C、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、FeNi、Ni_3Fe等相组成,与基体呈冶金结合并伴随有大量合金元素的扩散,结合界面较致密,无明显夹杂等缺陷,结合强度高;熔覆层组织致密,硬度分布较为均匀,WC增强Ni60复合熔覆层耐磨性相比淬火态42CrMo有较大提高。     

纳米WC增强Ni基合金喷熔层在不同介质中抗泥浆冲蚀性能研究

采用氧乙炔火焰喷熔工艺制备了Ni60CuMo和纳米WC增强Ni60CuMo两种Ni基合金喷熔层,采用XRD、SEM方法分析了喷熔层的组织结构,测量了喷熔层的硬度和电化学性能;研究了两种喷熔层在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能。结果表明,纳米WC增强Ni60CuMo合金喷熔层的组织结构为纳米WC呈块状均匀镶嵌在γ相固溶体和Cr23C6、Cr7C3等硬质相之间,形成弥散强化,使其硬度提高了约13%;纳米WC增强的Ni基合金喷熔层在3.5wt.%NaCl介质中比Ni60CuMo喷熔层具有更低的腐蚀电位与更高的腐蚀电流密度,它在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能分别比Ni60CuMo喷熔层提高了约53%和20%。纳米WC的加入显著提高了Ni基合金喷熔层的抗泥浆冲蚀性能,但在3.5wt.%NaCl介质中,由于WC与NiCr合金之间形成了大量微电池,加速了喷熔层的腐蚀磨损,使其抗泥浆冲蚀性能的增强效果受到削弱。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。     

钴铁镍复合黏结相超细硬质合金显微组织与性能

钴作为硬质合金应用最广泛的黏结剂,存在资源稀缺、成本高昂以及WC-Co硬质合金耐腐蚀性能较差等问题,综合考量生产成本与改善性能,本研究采用铁镍部分代替钴组成复合黏结剂,以其制备超细硬质合金,研究其显微组织和力学、耐蚀耐磨性能的关系。结果表明,黏结相中Fe/Ni质量分数比增加,使得合金WC晶粒细化和黏结相分布不均,合金的硬度和抗弯强度分别提高与降低。合金在中性NaCl溶液中的耐腐蚀性能评估采用极化曲线测试与浸泡实验,黏结相添加Ni能提高合金耐蚀性,归因于Ni的钝化特性与促进腐蚀产物膜的形成。硬质合金摩擦系数和磨损率与Fe/Ni质量比呈负相关,合金耐磨性的提高主要归因于黏结相的强度增强和WC晶粒细化合金硬度提高。      

WC-10Co-4Cr 含量对HVOF 制备WC-10Co-4Cr/Ni60涂层性能的影响

为改善农业机械工作部件的耐磨性和耐腐蚀性能,提高其使用寿命,采用超音速火焰喷涂的技术,在45 # 钢表面制备WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层。在Ni60 粉末中分别添加质量分数为0、10 %、20 % 和30 % 的WC-10Co- 4Cr 粉末,探究WC-10Co-4Cr 含量对WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层性能的影响。结果表明,制备的WC-10Co-4Cr/ Ni60 涂层组织均匀致密,涂层主要由γ ( NiCr ) 相和WC 相组成,含有少量的W2C、Ni3Fe 和Cr3Si 相,没有明显 的氧化脱碳现象。30 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层的硬度达到9.35 GPa,是Ni60 涂层的1.23 倍,该涂层的耐磨性能最好, 在摩擦115 m 后,单位面积的总磨损量47.2 mg/cm2,比Ni60 涂层减少了35.3 %。20 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层 的断裂韧性最高为6.04 MPa·m1/2,相较于Ni60 涂层提高了24.3 %,此外,该涂层在酸性环境中的耐腐蚀性能均 最佳。     

TC4钛合金表面激光熔覆Ni包WC复合涂层研究

为了提高钛合金的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆法在TC4钛合金基体上制备了Ni与WC混合粉末涂层,研究了不同WC添加量对熔覆层的物相组成、显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,三组不同的熔覆材料经过激光熔覆后,都可以使材料表面硬度和耐磨性能较基材大幅度增加。但是随着WC含量的增加,熔覆层均匀性降低,出现小颗粒的WC团,并且组织开始多样化,且硬度分布均匀性也有所下降。     

两相流抗磨蚀合金喷熔层的耐磨性

 采用氧 乙炔火焰喷熔工艺在45号钢表面喷覆两相流抗磨蚀合金(NiCrWCe)喷熔层，用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了这种喷熔层的显微组织结构、物相组成和性能，并对喷熔层的耐磨性进行了试验研究。结果表明：两相流抗磨蚀合金喷熔层与基体形成了牢固的冶金结合，结合层中含有较高比例的硬质相；稀土可显著提高喷熔层的耐磨性；在试验条件下，两相流抗磨蚀合金喷熔层的耐磨性明显高于ZGCr5Mo及Cr18Ni12Mo2Ti合金。     

电沉积Ni-W-WC复合镀层摩擦磨损性能

为了提高Ni-W合金镀层的硬度,改善其耐磨性,在镀层中添加WC颗粒作为硬质相,采用乙醇作为分散剂,利用超声波分散和机械搅拌相结合使WC颗粒均匀地分散于镀液中. 初步探究WC的添加量对镀层硬度及耐磨性能的影响. 结果表明:其他工艺条件不变的情况下,在一定范围内添加WC颗粒,可以较大幅度地提高镀层的硬度及耐磨性;WC添加量为1 g/L时,镀层的综合力学性能最好.      

镁锂合金表面含碳陶瓷层的摩擦性能

通过在Na₂SiO₃-KOH基础电解液中加入石墨烯添加剂,在镁锂合金表面制备出一层自润滑的含碳陶瓷层. 利用扫描电镜、原子力显微镜以及X射线衍射仪分析了陶瓷层的表面形貌、粗糙度以及物相组成,利用摩擦磨损试验仪对陶瓷层在室温下的摩擦学性能进行研究. 其结果表明,加入石墨烯后制备出的含碳陶瓷层表面放电微孔分布均匀,且其微孔尺寸和表面粗糙度均明显降低. 相比于镁锂合金,陶瓷层的表面硬度也得到明显的提高. 此外,含碳陶瓷层主要由SiO₂、Mg₂SiO₄以及MgO物相组成,而石墨烯则以机械形式弥散分布于陶瓷层中并起到减摩作用. 当石墨烯体积分数为1%时,陶瓷层表面显微硬度为1317.6 HV_{0.1 kg},其摩擦系数仅为0.09,其耐磨性明显提高. 同时,陶瓷层磨痕的深度和宽度均明显小于镁锂合金,而且较为光滑,表明陶瓷层表面没有发生严重的黏着磨损.      

Effect of Rare Earth on Microstructure of Vacuum Melting Ni-Based Self-Fluxing Alloy Coatings

The Ni-based self-fluxing alloy coating containing RE was acquired by the technique of vacuum melting on the hypoeutectoid steel (Fe-0.45% C) matrix. By X-ray diffraction, SEM and EDX, the microstructure and phase structure of section of coating and the microstructure near the interface between coating and matrix were investigated, and the effect of RE on microstructure of coating was also discussed. The results show that the microstructure of the NiCrBSi alloy coating is composed of Ni-based solid solution and a lot of massive, globular and needle secondary phases CrB, Ni3B, Cr7C3, Cr23C6 among the solid solution. The metallurgical binding between steel matrix and coating is realized. RE makes needle phase of alloy coating vanish. New phases of NiB and Cr6.5Ni2.5Si are precipitated from alloy coating, and secondary phases of alloy coating are sphericized. Consequently, RE also hinders the diffusion of Ni, Cr and Si atoms from coating to matrix and Fe atoms from matrix to coating, holds back the dilution of Fe for NiCrBSi alloy coating, and assures the chemical composition of the alloy coating.     

基于激光熔覆TiC/TiB2的钛合金表面组织及性能研究

在钛合金表面激光熔覆制备TiC/TiB₂复合涂层,分别采用SEM、显微硬度计和摩擦磨损设备分析了TiB₂+15%TiC复合涂层的微观组织和硬度、摩擦磨损性能。实验结果表明：涂层上部组织主要由粗大的TiB₂树枝晶和少量白色颗粒状的TiC/TiB共晶组织组成,涂层中部组织主要由棒状型、细针状型的TiB₂相和小块状的TiC相组成,涂层下部则由树枝型、块状TiB₂相、较大的片状TiC相和少量的小层片状金属间化合物TiAl组成。由测试结果可知,涂层硬度(960HV_0.2)约为基体的(350HV_0.2)的2.7倍。涂层的耐磨性能显著提高,涂层出现较少的剥落、细小磨痕和颗粒碎屑,基体表面主要是犁沟式的磨损。涂层的磨损量为1.132 mg是基体(5.342 mg)的20%。