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.     

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和耐磨性

为了消除激光熔覆过程中产生的裂纹，设计了一种梯度复合涂层并研究了其组织和耐磨性，结果表明，熔覆层与基材之间形成了良好的冶金结合。梯度复合涂层中有未完全溶化的铸造WCp和共晶组织γ-Ni Ni3B，还有凝固结晶析出的白色不规则块状组织M7C3、M6C、WC以及深灰色不规则块状组织W2C0复合涂层中形成了少量的非晶、纳米晶及高密度位错复合涂层耐磨性的最高值是基材的3倍以上。     

La2O3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的组织和性能的影响

用5kWCO2激光器在A3钢表面激光熔覆添加有La2O3的TiC/Ni基复合涂层，研究了稀土对激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织，耐蚀性和耐磨性的影响。研究结果表明：复合合金粉末中添加0.4%的La2O3能够减少熔覆层的气孔，疏松，使熔覆层的组织致密。熔覆层中TiC分布均匀且细小圆滑，熔覆层的耐蚀性和耐磨性得到提高。     

激光熔覆Fe基TiC涂层的组织与性能

采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备含TiC质量分数为20%~50%的Fe基TiC复合涂层。分别用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X线衍射(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损机对熔覆层的微观组织、物相、硬度及耐磨性进行研究。结果表明:当TiC质量分数为30%时,涂层组织致密,TiC颗粒分布均匀、部分溶解、尺寸减小;涂层主要是由α-Fe固溶体,Fe C,Fe B,B4C,B4Si,Cr5B3,Ti B以及未溶解的TiC等组成;当TiC质量分数为30%时,熔覆层平均维氏硬度为783.8,磨损率为45#钢基体的1/38。     

TA2纯钛表面激光熔覆WC7Co/TC4复合涂层的组织演变特性

选用抗氧化性和韧性良好的WC7Co陶瓷颗粒作为增强相,利用激光熔覆的方法在TA2纯钛表面制备WC7Co/TC4复合耐磨涂层,借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计,分析表征复合涂层显微组织特征、WC7Co陶瓷颗粒界面反应行为以及复合涂层中相的演变规律。结果表明:根据激光熔覆过程中WC7Co颗粒的演变状态,复合涂层中存在2种典型显微组织,分别为未分解WC7Co颗粒强化组织和WC7Co分解后与Ti反应生成的W、TiC和Ti的共晶组织;复合涂层中WC7Co颗粒与TC4基质结合界面形成了2～3μm的反应层,反应生成物主要为W和TiC;复合涂层中的物相主要为Ti固溶体、W单质及TiC、VC、Co_3W_3C、W_2C等化合物。     

前驱体碳化复合等离子熔覆涂层

以钛铁粉、铬粉、铁粉和碳的前驱体(蔗糖)等为原料,通过前驱体碳化复合技术制备了碳化复合粉,并利用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备了Fe-Cr-C和Fe-Cr-C-Ti涂层.采用X射线衍射和扫描电镜对涂层的相组成和显微组织结构进行了分析.结果表明:Fe-Cr-C涂层由(Cr,Fe)₇C₃初生碳化物和菊花瓣状分布共晶碳化物(Cr,Fe)₇C₃与奥氏体组织组成;Fe-Cr-C-Ti涂层由原位合成的TiC相和(Cr,Fe)₇C₃共晶相与奥氏体相构成.这两种涂层与基体之间都是冶金结合.涂层中碳化物TiC的体积分数呈现梯度分布,并且涂层的熔合区和中部区域TiC颗粒形状多为等轴状颗粒,涂层的表层区域部分TiC颗粒多为树枝晶颗粒.与Fe-Cr-C涂层相比较,Fe-Cr-C-Ti涂层的抗开裂性更好.Fe-Cr-C和Fe-Cr-C-Ti两涂层的平均显微硬度约是750 HV_0.2,是基体金属的3.2倍,从涂层表面到熔合区相差不大.     

TiC含量对激光熔覆Fe基复合涂层组分和性能的影响

采用激光熔覆技术在高锰钢基材上制备了不同TiC含量的Fe基复合涂层,研究了TiC含量对熔覆层组分和性能的影响.试验结果表明,熔覆层化学组分包含奥氏体、M7C3碳化物、TiC析出相和未熔TiC颗粒.随着TiC含量的增加,熔覆层硬度逐步增加,耐磨性能先增加后降低.     

等离子熔覆镍基合金的组织及其冲蚀磨损性能

为提高不锈钢材料的耐冲蚀磨损性能,以Ni46合金粉末为原料,采用等离子熔覆工艺在不锈钢1Cr18Ni9Ti基材上制备镍基合金涂层,分析了熔覆层的显微组织以及物相形貌和相结构等,测定了涂层的显微硬度.使用旋转圆盘实验机研究了Ni基等离子熔覆合金涂层在砂浆中的冲蚀行为.结果表明:材料的冲蚀磨损性能受到材料基本力学性能的限制,高硬度镍基涂层的抗冲蚀性能最好,在相同实验条件下其磨损率由小到大排列顺序为镍基涂层>0Cr13Ni5Mo>1Cr18Ni9Ti;镍合金层中奥氏体基体的固溶强化和硬质相有效抵御砂砾的冲击,是Ni基等离子熔覆合金层具有高抗冲蚀性能的主要原因.     

7075铝合金激光熔覆Al-Cr复合涂层

为了对7075铝合金进行表面强化,采用激光熔覆技术制备了Al-Cr复合涂层,采用扫描电镜(SEM)和光学金相显微镜(OM)观察复合涂层组织结构,采用能谱仪(EDS)进行元素分析,采用X-射线衍射仪(XRD)做物相分析,并测试了复合涂层的显微硬度。结果表明,通过激光熔覆技术制备的Al-Cr复合涂层较为平整,无明显裂纹,与基体形成了良好的冶金结合;复合涂层由金属相(Al和少量的Cr)、陶瓷相(Al_xCr_y金属间化合物)共同组成;涂层中的Cr、Al反应有2种机理：液-固反应和固-固反应;金属Al相的作用为粘结涂层与基体、增加涂层的韧性和减少裂纹产生;涂层经历激光作用道次不同,各部位的组织结构和物相组成存在着差异,导致性能发生了变化,涂层的显微硬度沿熔池深度方向呈梯度分布,逐渐下降,其表面硬度最大为977.4HV_0.5,相对于T6态的7075提高了6.88倍。     

反应等离子熔覆原位合成TiN复合涂层微观组织及显微硬度研究

Ti N相具有高的硬度和强度,在涂层中被作为强化相来增强涂层的硬度,被广泛应用于提高涂层的耐磨性。采用反应等离子熔覆技术,以纯Ti粉末为原料,采用合适的等离子熔覆参数,在不锈钢基体表面原位合成制备了Ti N复合涂层。采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)测试手段,分析了涂层内显微组织;利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度,通过压痕计算了涂层的断裂韧性。结果表明:涂层微观组织为胞状树枝晶Ti N相弥散分布于Ti相与α-Fe相构成的共晶上。复合涂层具有较高的硬度,达到HV0.3996,涂层在不同加载下的压痕尺寸效应较明显,平均显微硬度从0.98 N时HV1021降到4.90 N时HV832,涂层显微硬度压痕在4.90 N加载时出现裂纹,复合涂层具有较好的韧性,4.90 N加载下平均断裂韧性为5.15 MPa·m。     

Q235钢表面氩弧熔覆MoNiSi/Ni_3Si金属硅化物复合涂层组织与性能研究

以Mo粉、Si粉、Ni粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面原位合成了MoNiSi/Ni3Si金属硅化物复合涂层,分析和测试了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性.结果表明:在Q235钢表面成功制备了以MoNiSi/Ni3Si为基体,以金属硅化物MoNiSi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 000HV,涂层耐磨性较基体提高12倍.     

等离子熔覆铁基涂层组织结构及热影响区特点

采用等离子束作为热源,在16Mn钢上熔覆一层铁基合金涂层.分析了涂层的组织结构;并通过对等离子熔覆热循环的特点和冶金过程的探讨,着重对钢基体的热影响区进行了测试分析;将热影响区划分为过热区、完全相变区和不完全相变区.过热区显微组织粗大,有魏氏体产生,硬度下降;完全相变区晶粒细化,硬度较高;不完全相变区组织只有部分发生转变,晶粒大小不均匀.过热区魏氏体组织的产生,使热影响区有脆化的倾向.     

Q235钢表面氩弧熔覆B4C-Ti复合涂层组织与性能的研究

以B4C粉、Ti粉和Fe粉末为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备出增强复合涂层。利用扫描电镜,X射线衍射仪,显微硬度仪和摩擦磨损试验机等对复合涂层的组织,相组成,硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明:熔覆层相由α-Fe、颗粒状Ti C和Ti B构成,Ti C颗粒弥散分布在基体上,涂层显微硬度高达700HV0.2,耐磨性能比Q235钢基体提高约6倍。     

半导体激光熔覆Ni包B_4C涂层的组织与性能

在304不锈钢表面采用半导体激光熔覆制备Ni包B_4C涂层,研究激光加工参数对涂层的组织形貌、物相组成、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,当激光功率为3 k W和扫描速度为6 mm/s时,熔覆层无气孔、无裂纹,与基体呈冶金结合;熔覆层的显微组织为枝晶共熔体和再生的二次枝晶,熔覆层的主要物相由γ-Ni,Ni_4B_3,Fe_3C,B_4C,B_(13)C_2,Cr_3Ni_2,(Fe,Ni)23C6和Fe_(23)(C,B)_6等组成;熔覆层具有较高的硬度(平均值为900 HV_(0.2)),耐磨性是基体的7.6倍,硬度和耐磨性的提高归因于熔覆层中未完全熔解的B_4C颗粒以及新形成的强化相和硬质相。     

宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和性能

研究了宽带激光熔覆铸造WCp/Ni梯度复合涂层的组织和性能。结果表明,涂覆层与基材之间实现了冶金结合。熔覆层由基体组织γ-Ni枝晶、共晶组织γ-Ni M23C6、未熔铸造WCp以及M6C、M7C3、M23C6组成。熔覆层内硬度分布均匀、从熔覆层至基材的硬度变化平缓,避免了裂纹的产生。熔覆层的耐磨性随WCp含量的增加而提高。19－4号试样的耐磨性最好,比基材提高了3倍以上。     

超高速激光熔覆316L涂层的组织与性能

采用超高速激光熔覆技术,在45钢轴上制备了316L涂层;利用扫描电镜(SEM)观察了涂层的显微组织,用能谱仪(EDS)和X-射线衍射(XRD)进行元素及物相分析,并测试了涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明,超高速激光熔覆技术的光斑直径小、搭接率高,故涂层的平整度高;能量密度高(约9×10⁴W/cm²),粉末完全熔化,故涂层的致密度高;熔体的体量小,冷热转换速度快,过冷度△T大,晶粒细化明显;涂层中下部由快速凝固产生的细小枝晶以及枝晶间共晶相组成,中上部的晶粒逐渐向等轴晶粒转变;搭接分界处和熔覆层/基材界面处,两边的晶粒尺寸差异较大;激光对基材有一定的稀释作用;涂层厚度不均匀,与基材结合良好,为冶金结合;316L涂层物相由γ-Fe、Cr_0.19Fe_0.7Ni_0.11、Fe₆₃Mo₃₇组成;由于细晶强化和第二相强化机制,316L涂层的平均硬度(634.12HV_0.5)是45钢基体的3.07倍;耐磨性提高了31.8%,其...     

激光熔覆速率对熔覆层显微组织及耐磨性的影响研究

分别采用高速和常规的熔覆速率,进行了高硼不锈钢合金粉末的激光熔覆试验.试验结果表明,相同功率条件下,熔覆速率对组织的影响较大.熔覆速率越快,枝晶尺寸越细小.高速激光熔覆下,熔覆层晶粒尺寸可达1～2μm,且组织更均匀.高速激光熔覆制备的熔覆层中奥氏体含量偏高,从而熔覆层的耐磨性能有所下降.     

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。     

等离子熔覆镍基合金及复合材料涂层的组织与性能研究

利用等离子表面熔覆工艺,在钢基表面获得了与基体呈冶金结合的镍基合金涂层、镍基+镍包碳化钨等涂层。利用光学电镜、扫描电镜以及能谱分析了上述涂层的组织及成分;采用维氏硬度计测定了涂层的维氏硬度;并比较了上述几种涂层的磨损性能。试验结果表明:等离子熔覆Ni基+30%镍包碳化钨的组织及性能优于其它涂层。