不同Nb含量对(Nb,Ti)C颗粒强化Fe基复合堆焊层微观组织及耐磨性影响研究

目的 颗粒强化金属基复合涂层由于具有优异的力学性能及良好的耐磨性,受到了研究人员的广泛关注,然而,较少有文献报道复合强化相含量与复合涂层力学性能的关系,特别是在电弧堆焊制备的复合涂层中。因此,有必要探明强化颗粒含量对Fe基复合堆焊涂层微观组织及耐磨性的影响规律,为设计新型Fe基复合堆焊材料提供试验依据。方法 通过向药芯焊丝中添加不同含量的Nb,以原位合成(Nb,Ti)C强化相,并据此调控电弧堆焊层中原位生成的(Nb,Ti)C数量密度,进而影响堆焊层的微观组织、硬度及耐磨性。结果 随着Nb的添加,熔覆过程中Nb与基体中的C、Ti反应,原位生成了立方结构的(Nb,Ti)C相,且(Nb,Ti)C相含量随着Nb含量的增加而逐渐增大。与未添加Nb时相比,含质量分数为6% Nb的堆焊层中(Nb,Ti)C复合颗粒的数量密度增加到0.53个/μm²,硬度也由673.08HV0.5增大到734.88HV0.5。摩擦磨损试验结果表明,随着Nb的增加,磨损量呈现出逐渐降低的趋势,其中,Nb含量为6wt.%的堆焊层样品表现出了最浅、最平滑的磨痕,其磨损率仅为1.12×10^?8 mm³/(N.m),磨损机制为轻微的黏着磨损。结论 提高Nb的添加量可以增大(Nb,Ti)C强化相的数量密度,有效提升堆焊层的硬度及耐磨性,并在添加质量分数为6%的Nb时表现出最高的耐磨性能。     

电子束重熔对机械合金化法制备TiC/Ti复合涂层组织及摩擦性能的影响

对机械合金化（MA）法制备的TiC/Ti复合涂层进行电子束重熔处理,分析了经过不同电子束扫描速度的重熔工艺后TiC/Ti复合涂层组织和耐磨性能的变化规律。结果表明,当扫描速度为5~15 mm/s时,重熔处理消除了MA法制备的TiC/Ti复合涂层中的孔隙和裂纹,使其硬度与耐磨性能显著提高;但扫描速度过快（20 mm/s）时,TiC/Ti复合涂层内部出现重熔导致的孔洞缺陷。随着扫描速度由5 mm/s增加至15 mm/s,重熔后TiC/Ti复合涂层中的TiC相由粗大树枝状晶体逐渐转变为弥散分布的短棒和颗粒状晶体,弥散强化作用和固溶强化作用逐渐增强,TiC/Ti复合涂层的硬度由重熔前HV 554逐渐提高至HV 783,磨损速率由5.93×10-4 mm3（N·m）-1逐渐下降至1.75×10-4 mm3（N·m）-1,扫描速度为15 mm/s重熔后TiC/Ti复合涂层的性能最佳。      

TiN,TiC和Ti(C,N)涂层的性能及影响因素研究

TiN和TiC同属于NaCl形式的晶体结构,是同构互溶性的.Ti(C,N)是两者的固溶体.TiN和TiC及Ti(C,N)涂层具有优良的力学和摩擦学性能,作为硬质耐磨涂层,已用于切削刀具、钻头和模具等场合,具有广泛的应用前景.综述了国内外关于这3种涂层的研究成果.研究了影响其性能的若干因素,比较了它们的性能差异,为进一步优化涂层的性能及合理地选用涂层提供了参考.进一步的研究方向是高、低温及恶劣环境下涂层的性能以及更大载荷下涂层的摩擦学性能等.一些重要结果如下:(1)对TiN涂层而言,用CAPD比用CAIP制备时,涂层的摩擦因数小、结合强度大、硬度小;脉冲电压从550 V增大到750 V时,涂层脆性增加、结合强度减小;在多弧离子镀工艺中,500 ℃是最佳沉积温度,此时涂层的硬度和结合强度均最大.(2)对用反应磁控溅射制备的TiC涂层而言,用C2H2比用CH4制备时,涂层的硬度大;CH4分压在0.02～0.04 Pa范围内为最佳,此时TiC涂层的硬度和弹性模量最大,分别是30.9 GPa和343.0 GPa.(3)对Ti(C,N)涂层而言,随CH4:N2或C2H2:N2流量比的增大,其硬度增大;CH4:N2分压比对摩擦因数和磨损量的影响还与载荷的大小有关;TiCxN1-x涂层的硬度和弹性模量随x值而变化,当x为0.6左右时,硬度取最大值45 GPa,当x值为0.43左右时,弹性模量取最大值630 GPa.     

热反射复合涂层的设计和性能研究

长期受阳光曝晒的石油化工储罐存在着降温和长效防腐的综合问题。从复合涂层设计的角度出发,将热喷涂牺牲阳极涂层与热反射有机涂料复合运用,得到综合性能优异的热反射长效防护复合涂层。试验结果表明该复合涂层具有优异的隔热降温和长效防腐效果。     

焊接热输入对Fe-Cr-B-C堆焊合金组织与性能的影响

为了研究焊接热输入对高硼铁基堆焊合金组织结构及力学性能的影响,利用CO₂/MAG焊,采用FeCr-C-B系金属粉芯焊丝制备高硼铁基堆焊合金,利用力学试验机、硬度仪、光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪等研究了堆焊合金的组织形貌、力学性能及析出相的变化。结果表明:高硼铁基堆焊合金由（Fe,Cr）、（Fe,Cr）₂B和（Fe,Cr）₃（C,B）相组成,随着热输入的增加,初晶（Fe,Cr）和（Fe,Cr）₂B体积分数增加,（Fe,Cr）₃（C,B）相减少,堆焊合金的冲击韧性增加,当热输入为220.8 k J/m时冲击功达到最大298 J;堆焊合金的宏观硬度取决于（Fe,Cr）、（Fe,Cr）₂B和（Fe,Cr）₃（C,B）的体积分数,当热输入为220.8 k J/m时获得堆焊合金的最小洛氏硬度59 HRC。     

脉冲偏压对(Ti,Al)N/TiN/(Ti,Al)N多层复合涂层成分和硬度的影响

采用脉冲偏压多弧离子镀技术在Hss-Al高速钢上涂镀(Ti,Al)N/TiN/(Ti,Al)N多层复合涂层.所用设备为复合八阵弧离子镀膜生长系统.简要介绍了多层复合膜的镀层工艺过程.鉴于复合涂层中的Al含量对涂层的性能特别是抗磨损性能有极重要的影响,实验中重点考察了脉冲偏压幅对Al含量的影响.同时测试了复合涂层的vickers硬度与偏压幅值的关系.研究结果得出,随着脉冲偏压幅值的增加,涂层中Al含量先增加,然后减少,偏压幅值为-150v时,Al含量高达36.41at%;偏压幅与涂层显微硬度的关系有相似的规律,在偏压幅值为-150V时,7层复合膜的vickerB硬度达2750 MPa左右,10层复合膜的硬度约2880 MPa.     

激光熔覆MoSi2颗粒增强Co基涂层的耐磨性能研究

奥氏体不锈钢因低硬度和较差耐磨性限制了其应用,故改善不锈钢表面性能对于促进其应用有重要的工程意义。利用激光熔覆技术制备了不同质量分数(0,20%,40%)的MoSi₂增强Co基合金的复合涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针显微分析仪(EPMA)等方法研究了MoSi₂的添加量对复合涂层的显微组织、相组成、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明：MoSi₂的加入使复合涂层显微组织柱状晶向等轴晶和平面树枝晶转变,且具有细化组织的效果;随着MoSi₂含量的增加,Co基复合涂层的显微硬度和耐磨性能也随着提高。当MoSi₂的含量为40%时,MoSi₂/Co基复合涂层的显微硬度高达1 455HV_0.2,磨损率为6.9×10^-5 mm³/(N·m);在凝固过程中形成的硬质相(Cr₅Si₃、MoSi₂、Mo₅     

超音速火焰喷涂合成(Ti,Mo)C-Ni涂层组织和性能的研究

利用超音速火焰喷涂合成技术制备了4种不同成分含量的(Ti,Mo)C-Ni金属陶瓷涂层,并对涂层的组织和性能进行了研究.结果表明,对于不含Mo的3种涂层(1号、2号、3号)来说,1号涂层的显微硬度值最高,3号涂层的显微硬度值又较2号涂层高,且2号涂层的耐冲蚀磨损性能优于1号和3号涂层;对于Ni含量均为40%的2号和4号涂层来说,4号涂层由于加入了5%的Mo,显微硬度值较2号涂层大大提高,且4种涂层中,4号涂层的耐冲蚀磨损性能最好.     

不同加热方式对Ni-P-SiC化学复合镀层性能的影响

采用炉内加热处理和激光加热处理两种方式对Ni-P-SiC化学复合镀层进行了晶化处理.运用显微硬度计、M-2000磨损试验机等对采用两种加热方式处理后的Ni-P-SiC复合镀层进行了性能测定.结果表明,采用激光加热处理后,复合镀层的硬度和耐磨性均高于经炉内加热处理的镀层.     

颗粒含量对含污染物油润滑条件下纳米复合电刷镀层摩擦学性能的影响

研究了电刷镀液中纳米Al₂O₃颗粒含量对复合镀层中纳米颗粒含量、镀层表面形貌、显微硬度以及摩擦学性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al₂O₃颗粒含量的增加,镀层组织细化,显微硬度提高,镀层在含细沙油润滑条件下的耐磨性比不加纳米颗粒的快速镍镀层提高了80％。当镀液中Al₂O₃含量为20 g/L时,镀层具有最佳的耐磨性,进一步提高镀液中的纳米颗粒含量,镀层性能反而下降。      

Wear Resistance of Deposited Layer Using Nickel-Based Composite Powders by Plasma-Arc Surfacing

Nickel-based composite alloy powders were deposited on the surface of Q235 steel by plasma-arc surfacing in this work. Optimal proportions of elements intensifying the composite powders were ascertained by orthogonal design of three factors and three levels and orthogonal polynomial regression analysis , which Cr , Mn , W were 10% ,4% and 7 % respectively.Phase and structure of deposited materials were characterized by optical microscope and X- ray diffraction. Hardness tests and wear resistance tests were carried out to determine the performance of the deposited layers. The results show that the microstructure of deposited layers of composite powders mainly consist of γ-( Ni, Fe ) , γ- Ni, WC, W2 C, Mn31Si12, Cr23 C6,Cr7 C3, Cr, NiB, Ni2B etc. Wear resistance and hardness of the surface increased evidently.     

热处理对纳米Ni-TiN复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用超声-电沉积的方法制备了纳米Ni-TiN复合镀层。测试了不同热处理温度下纳米Ni-TiN复合镀层的硬度和磨损量,对镀层的摩擦磨损性能进行了分析。结果表明,热处理温度在300℃时纳米Ni-TiN复合镀层的硬度和耐磨性能最佳,硬度为932.28HV,磨损量为13.5mg;复合镀层的摩擦系数随着热处理温度的升高而略有增大。     

激光熔覆制备Ni60−WC−Co复合涂层工艺与性能研究

目的 提高机械设备用06Cr19Ni10钢的性能,采用激光熔覆制备Ni60?WC?Co复合涂层。方法 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验仪,研究了不同激光功率对复合涂层的微观形貌、硬度和耐磨性的影响。结果 随着激光功率增大,复合涂层与基体之间紧密结合,致密均匀,球形WC颗粒均匀分布于复合涂层中,硬度、磨损量均先增大后减小;当激光功率过大时,复合涂层中WC颗粒增多,且部分WC颗粒发生热分解,生成的气体产生气孔。复合涂层物相主要由WC、W2C、γ?Ni、FeNi3、FeCr0.29Ni0.16C0.06、CoCx、Co3B2等相组成,复合涂层由顶部的树枝晶、中部的等轴晶和底部的柱状晶组成;当激光功率为1.5 kW时,硬度最高,磨损量最小,耐磨性最佳,磨损表面无明显磨损沟槽,主要呈磨粒磨损。结论 最优激光功率为1.5 kW,在此工艺下制备的Ni60?WC?Co复合涂层,可以提高机械设备用06Cr19Ni10钢的硬度和耐磨性。     

高硬度耐磨损电弧喷涂涂层研究

采用电弧喷涂方法制备的高硬度耐磨损JCW-B涂层可广泛应用于工业零部件耐磨表面.对涂层的组织、孔隙率、硬度、结合强度及耐磨粒磨损性能进行分析,对比研究该涂层与Ni60喷熔层的耐冲蚀性能.结果表明JCW-B涂层组织致密,孔隙率低于4%,显微硬度HV0.1高于1200,平均结合强度大于50MPa.研究了涂层的耐磨损机理,XRD结果显示涂层中主要含有Fe3B硬质相,对涂层起到弥散强化的作用.     

树脂基复合材料隔热涂层的研究进展

对树脂基复合材料隔热涂层的发展状况进行了综述,探讨了不同隔热涂层的作用原理,特点和应用前景,以及需要解决的问题和发展方向,对其应用领域的进一步扩展进行了预测。     

碳化硼颗粒增强Cu基复合材料的研究

研究了用表面涂覆含钛金属涂层的碳化硼颗粒增强Cu基复合材料[B4Cp/(TiB2 TiN)/Cu],并与未经涂覆的B4C颗粒增强Cu基复合材料（B4Cp/Cu)进行了对比。实验结果表明,前者的致密度和电导率比后者好。磨损实验结果表明,使用有涂层颗粒的复合材料的耐磨性比无涂层颗粒的好。通过对复合材料界面和磨损表面的电镜观察表明,B4C颗粒经过涂覆处理后,改善了复合材料的界面粘结性能,颗粒与基体间有良好的浸润性。     

化学镀Ni－P－B_4C复合镀层的耐磨性

本文通过比较化学镀Ｎｉ－Ｐ－Ｂ＿４Ｃ复合镀层、Ｎｉ－Ｐ－ＳｉＣ复合镀层、Ｎｉ－Ｐ合金层和电镀铬层的性能，发现Ｎｉ－Ｐ－Ｂ＿４Ｃ复合镀层是其中最理想的抗磨材料。试验证明：由于Ｂ＿４Ｃ微粒的硬度高于ＳｉＣ微粒，并且Ｂ＿４Ｃ本身又具有较高的抗显微切削能力，所以Ｎｉ－Ｐ－Ｂ＿４Ｃ复合镀层的耐磨性显著高于Ｎｉ－Ｐ－ＳｉＣ复合镀层和Ｎｉ－Ｐ合金层。由于电镀硬铬层的硬度随磨擦热的升高而迅速下降，所以其耐磨性远不及Ｎｉ－ＰＢ＿４Ｃ复合镀层。