激光熔覆镍基合金和Ni/WC涂层的磨损特性

采用热喷涂方法预置0．5mm厚度的涂层，研究在激光熔覆过程中不同的激光功率对涂层组织特性的影响，对镍基合金涂层和Ni/WC陶瓷涂层进行耐磨实验，结果表明，两种涂层存在不同的磨损特性，WC陶瓷颗粒在涂层及其表面的均匀分布可提高涂层的耐磨性，硬度和韧性的相互匹配是提高材料磨性的有效方法。     

柱塞表面激光熔覆铁基涂层的强韧化机理

文中在柱塞表面激光熔覆制备高硬度铁基涂层,采用SEM,XRD,EPMA和TEM等手段研究熔覆层组织特征及耐磨性,阐述其强韧化机理.结果表明,激光熔覆铁基合金涂层成形良好,无裂纹及气孔等缺陷,熔覆层与基体呈冶金结合,组织由(Ni,Fe)固溶体、(Cr,Fe)₂₃C₆碳化物和少量孪晶马氏体组成.铁基熔覆层的强化机制主要有细晶强化、固溶强化、弥散强化以及马氏体强化;熔覆层内(Ni,Fe)固溶体及细晶强化的综合作用,保证了高硬度铁基涂层的韧性.铁基熔覆层显微硬度较45钢提高4倍,最大值H_HV0.2=850 GPa;熔覆层耐磨性明显高于45钢,45钢表面出现大面积疲劳剥落,铁基熔覆层磨损面平整,磨痕很浅且少,磨损机制为轻微的磨粒磨损.     

钢表面激光熔覆Fe基TiC陶瓷涂层的研究

采用高功率ＣＯ２激光器在２０钢表面熔覆Ｆｅ基自熔合金与ＴｉＣ陶瓷涂层，通过对其显微组织特征，化学成分和硬度分布以及耐磨性的分析测定，表明在选取合适的工艺参数条件下，可获得硬度高而又无孔洞的Ｆｅ基ＴｉＣ陶瓷涂层。     

钛合金表面激光熔覆固体自润滑涂层

综述了激光熔覆技术在钛合金表面制备固体自润滑涂层的研究现状。采用激光熔覆技术可以在钛合金表面制备出具有优异减摩性能的固体自润滑涂层,其减摩效果与所选用的激光器、熔覆材料的成分配比、添加剂的添加方式等有密切关系。最后指出了今后该技术的发展方向:1开发高水平的激光熔覆设备;2开发新型熔覆材料体系,使其能应用于不同的环境和很宽的温度范围中;3开发多层涂层、智能涂层(如自修复功能)和梯度涂层;4对激光表面熔覆处理过程进行数值模拟,实现激光熔覆过程的定量控制。     

激光熔覆自润滑复合涂层研究进展及发展趋势

结合激光熔覆自润滑涂层实例,从材料设计、制备工艺、性能优化等方面综述了激光熔覆自润滑涂层的研究现状、存在的问题及发展方向。总结了常用固体润滑材料的摩擦学性能特点,并就如何选择自润滑材料、包覆技术和宽温域润滑的研究进展进行了简要阐述。讨论了激光熔覆制备自润滑复合涂层中软质润滑相和硬质耐磨相之间的关系,以及熔覆材料成分对涂层摩擦学性能的影响。简要分析了裂纹成因及控制涂层质量的常用手段,重点探讨了激光工艺参数对涂层中润滑相体积分数和分布状态的影响,并总结了激光熔覆自润滑涂层在工程中的应用,以期为激光熔覆技术的发展提供参考。目前激光熔覆自润滑涂层的应用已初具规模,但在润滑剂的失效与防护、新材料的研究与应用、制备工艺的优化以及针对特殊环境下的摩擦磨损实验研究等方面仍存在较大发展空间。     

铝合金表面激光熔覆NiCrAl/TiC复合涂层的磨损行为和耐蚀性能

为提高铝合金的摩擦磨损和耐蚀性能,在A390铝合金基体上通过激光熔覆制备NiCrAl/TiC复合涂层。采用XRD和EDS分析了涂层的物相组成,结合SEM观察了涂层的微观组织,运用摩擦磨损试验机和电化学工作站测试了涂层的摩擦磨损和耐腐蚀性能。结果表明:复合涂层主要物相为AlNi、Al、TiC同时含有少量的Cr、Cu和αAl)。涂层自下至上分别为短棒状树枝晶、胞状晶、柱状树枝晶和等轴晶。相同磨损条件下,A390基体发生了严重的磨粒磨损和剥层磨损,而激光熔覆涂层只产生了轻微的磨粒磨损,熔覆层的相对耐磨性为3.16。在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)显示:熔覆层自腐蚀电位较A390基体的正移,腐蚀电流密度减小;熔覆层呈单容抗特性,而A390基体在高频区表现为容抗特性,在中低频区则为感抗特性。在Bote图中,低频区熔覆层对应的相位角和中低频段熔覆层的阻抗模值均大于A390基体的,表明熔覆层的耐蚀性远高于A390基体的。熔覆层的腐蚀形貌为局部点蚀,A390基体的腐蚀形貌为晶间腐蚀和剥蚀。     

激光熔覆耐磨涂层的研究进展

介绍了以镍基、钴基合金为主的激光熔覆耐磨涂层的研究进展，分析了熔覆层开裂等问题。目前激光熔覆工艺研究较为活跃，而对其加热、凝固过程的相变动力学、热力学、扩散过程和界面行为以及熔覆层显微组织、相结构的研究相对较弱；对熔覆层开裂问题的研究多集中在工艺参数和凝固组织特征上，要彻底解决熔覆层开裂问题，应从微观角度入手，分析熔覆层显微组织结构和相组成对熔覆层裂纹的影响。     

45钢表面激光熔覆Ni60-TiC 陶瓷涂层的耐磨耐蚀性能

柱塞抽油泵柱塞(45钢)长期工作在高摩擦、高腐蚀环境下,需要改善其工作表面的耐磨性及耐蚀性以提高其工作效率、延长使用寿命。采用激光熔覆技术在45钢表面熔覆Ni60-TiC混合粉末制备金属陶瓷涂层,对熔覆不同TiC含量(0%、10%、20%、30%,质量分数,下同)的涂层进行显微硬度测试、摩擦磨损试验及耐腐蚀试验,同时对涂层微观形貌进行表征。结果表明:涂层中加入TiC能有效改善涂层的耐磨耐蚀性能,提高涂层的硬度,降低摩擦系数。综合考虑柱塞抽油泵柱塞实际工作环境,涂层中TiC含量为20%-30%时涂层的耐磨性耐腐蚀性最好。     

激光多层熔覆制备厚陶瓷涂层

研究了压片预置式激光多层熔覆纳米团聚体Al2O3-13%TiO2粉末制备厚陶瓷涂层,试验中通过保温箱对试样进行预热和缓冷处理、引入超声振动及对熔池温度闭环控制等措施来控制熔覆层的裂纹.结果表明,厚陶瓷涂层各层之间无明显界面,过渡缓和自然,涂层内部致密、连续、基本无孔隙及贯穿性大裂纹等缺陷;涂层由等轴晶的完全熔化区和残留纳米颗粒的部分熔化区组成,而且涂层中的裂纹基本集中于部分熔化区;另外由于经历激光的多次加热,下部区域的晶粒组织要大于上部区域,而由于保温箱的缘故,整个涂层晶粒偏大.     

钛合金表面激光熔覆原位生成TiC增强复合涂层

利用Cr3C2和TiC生成自由能和稳定性的差异,通过激光熔化法在Ti6Al4V表面制备TiC颗粒增强钛基复合材料涂层,结果表明：选择合适的激光处理工艺,可使Cr3C2和Ti合金粉末通过原位结晶置换反应生成TiC/Ti复合材料熔覆层。亚微米级的TiC颗粒均匀地分布于复合材料的基体中,复合材料的基体组织随合金粉末的成分不同而改变。     

多冲接触载荷下不锈钢零件激光表面熔覆层组织及其失效行为

采用5kW大功率激光器在不锈钢基材上熔覆Co基合金，制取的涂层质量优于传统的电弧、火焰堆焊以及等离子喷焊工制取的涂层。对氮肥生产上甲胺泵中的进排液组合阀多冲接触表面进行激光熔覆，成功地实现了传统工艺难以完成的涂层强化工艺，上线应用证明其抗多冲接触载荷的明显增强。承受多冲接触载荷的表面强化涂层质量与强化工艺、基体和涂层材料、涂层厚度等有关。涂层厚度应根据多冲接触载荷的性质、应力大小、基体等情况来决定，太薄的涂层会造成或加剧涂层开裂、塌陷等失效行为。激光熔覆为工程中承受多冲载荷的重要零部件表面强化提供了一种更好的工艺方法。     

多冲接触载荷下激光涂层零件失效的可靠性分析

制备了钴基、镍基和铁基三种自熔合金粉末激光熔覆涂层试件，在多次冲击疲劳试验机上进行了可靠性试验，获得了相应的P-S-N曲线；考察了不同涂层材料对试件多冲接触疲劳强度和可靠性寿命的影响。一般说来，有较高静机械强度的涂层也有较高的多冲接触疲劳强度。三种涂层相比,镍基涂层的抗多冲性能最好，钴基次之，铁基较差。     

激光熔覆颗粒增强金属基复合材料涂层强化机制

选用优化的激光工艺参数,利用激光熔覆工艺在中碳钢表面原位合成硬质陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层,涂层熔覆质量良好。涂层是由粘结金属基体和弥散分布于其中的稳定和亚稳定硬质颗粒增强相组成。激光熔覆涂层相对于中碳钢基体强化效果显著。对熔覆涂层的显微分析表明：涂层中存在细晶强化、硬质颗粒弥散强化、固溶强化和位错堆积强化等强化机制。     

激光熔覆涂层在多冲载荷下的应力波特性

应用应力波理论对激光涂层零件在多冲冲击载荷下的应力传播过程进行了试验研究.结果表明:涂层全覆盖基体的试样在多冲载荷下弹性应力波由激光熔覆涂层到基体的传播周期规律是:压缩波→拉伸波→压缩波→拉伸波:涂层的撞击速度和所受到的力成规律性的减小.     

激光熔覆生物陶瓷涂层的组织结构

借助ＸＲＤ及ＳＥＭ对ＴＣ４钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层的组织结构进行了研究。结果表明,该涂层为含ＨＡ等钙磷基复合相结构,其组织具有择优取向,有序分布的胞状微晶特征,晶内局部区域有细小粒状物析出,晶界存在第二相,涂层与基体界面为化学冶金结合。该涂层提高了与自然生物硬组织组织结构特性的相似程度。     

激光熔覆法制备复合纳米氧化锆涂层

以自制的氧化锆溶胶和氧化锆纳米粉为原料,采用激光熔覆法,通过控制激光能量,在不锈钢表面形成复合纳米氧化锆涂层.结果表明:粉体与溶胶的结合减少了粉体的扩散和体积收缩,得到与不锈钢结合良好且无开裂的涂层.     

激光熔覆生物陶瓷涂层艺优选的研究

针对激光熔覆合成生物陶瓷涂层的传热提出了有限元的数理模型,用可选的9种制备工艺进行数值计算,并结合生物材料功能性的要求进行了讨论.计算结果表明激光熔覆TC4基材表面同步原位合成生物陶瓷涂层的最佳激光功率分布密度为12.73～15.27MW/m2,相应地匹配扫描速度为1.05×10-2m/s.实验证明在该工艺条件下,熔化的涂层和基材界面之间在高温下存在物质的相互传输,改变了界面物质的分布状况,使本来性质差异较大的界面材料发生复杂的化学反应,从而使涂层和基材界面达到冶金结合.实验与计算结果一致.     

用激光熔覆制备高硬度耐磨钻井泵缸套涂层

石油钻井泵缸套的耐磨性能是影响其使用寿命的主要因素之一,如何提高其耐磨性是解决问题的关键。本文运用激光熔覆技术对45钢钻井泵缸套表面进行改性,制备出高硬度(1000～1150HV)、与基体结合强度较高(达44.5MPa)的陶瓷涂层,所处理缸套的使用寿命比原45钢渗碳淬火缸套的使用寿命提高了50%。     

激光熔覆制备高熵合金涂层的研究进展

激光熔覆技术具有高的冷却速度、低的稀释率、涂层与基体冶金结合等优点,采用激光熔覆技术制备耐磨性和耐腐蚀好的高熵合金涂层是近几年高熵合金领域的研究热点之一。首先概括了激光熔覆技术制备的高熵合金体系及组织结构特征,大多高熵合金涂层以固溶相为主,少数合金涂层形成了非晶相,与熔炼制备高熵合金块体材料相比,涂层组织具有均匀、细小致密等特点。然后介绍了涂层的性能特征,涂层具有较高的硬度、良好的耐磨性,同时指明高耐磨性涂层不仅具有高的硬度,同时还需要具有一定的塑韧性。涂层合金中大多包含有Al、Cr、Si和Co等形成稳定氧化膜的元素,呈现优异的抗腐蚀性能。随后重点概述了合金元素（Al、Mo、V、Ti、B、Ni、Nb和Cu等）、熔覆工艺参数（激光功率、扫描速度和预制层粉末厚度）和热处理工艺对涂层组织结构和性能的影响规律。其中,熔覆工艺参数对涂层组织结构和性能的影响研究相对较少,将是未来研究的重点内容之一。最后对激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题和未来的研究方向做了展望。     

激光熔敷陶瓷涂层综述

总结了激光熔敷陶瓷涂层的特点，分析了熔敷陶瓷涂层存在的问题，并阐述了自生陶瓷涂层的优点。