激光熔覆WC增强复合涂层开裂行为分析

研究了激光熔覆WC增强复合涂层的开裂行为。研究结果表明：激光熔覆金属陶瓷涂层开裂是由于熔覆层与金属基体两种材料的热膨胀系数不同所致，同时开裂倾向还受激光工艺参数、涂层合金粉的配比以及强化相的形状、大小等因素的影响。     

激光熔覆金属陶瓷细晶复合涂层晶粒细化行为研究

选用合适的激光工艺参数,利用激光熔覆工艺在中碳钢表面制备了原位自生TiB2/Fe金属陶瓷细晶复合材料涂层,涂层中还含有少量的Fe2B,TiB等硬质相,涂层组织较基体显著细化.研究表明,晶粒细化行为与激光熔覆非平衡快速凝固过程以及原位自生细小硬质颗粒增加非均质形核密切相关.此外,粘结金属基体中强烈的位错运动细化亚结构也促进了晶粒细化.细晶组织对涂层性能的改善非常有利.     

熔覆技术的发展与展望

熔覆技术具有诸多优点,已经大量应用于工业生产中.近年来,在传统熔覆技术基础上发展而来的复合熔覆技术,可以显著提高涂层的综合性能,给表面强化技术注入了新的动力.本文在概述了激光熔覆、等离子熔覆和感应熔覆等传统熔覆技术的基础上,对近年来国内外不同热源间的复合熔覆技术、辅助技术复合熔覆技术及其应用现状进行了综述,总结了现有技...     

激光熔覆制备纳米陶瓷/金属复合涂层熔覆材料的研究现状

综述了目前国内外激光熔覆制备金属/陶瓷纳米复合涂层所采用的主要熔覆材料体系及存在的主要问题,指出激光熔覆材料是决定熔覆层工艺性能和应用性能优劣的重要因素;给出了激光熔覆制备金属/陶瓷纳米复合涂层用材料的设计应遵循的一般原则。     

激光熔覆Ni 基金属陶瓷复合涂层的裂纹研究

利用激光熔覆技术在中碳钢表面制备了不同涂层成分的原位自生TiB₂ / Ni 金属陶瓷复合涂层, 研究了涂层的开裂行为。结果表明: 当陶瓷相含量高时, 涂层中形成的裂纹主要有粘接金属基体中的穿晶裂纹、熔覆层边缘的高密度裂纹、金属基体与硬质陶瓷相界面上的微裂纹以及热影响区中结合界面附近的微裂纹等。涂层中的裂纹主要是由涂层材料与金属基体热膨胀系数不同而造成的热应力产生的, 组织转变应力也起了重要作用。当激光工艺参数及涂层成分配制合理时, 涂层质量良好。      

激光熔覆金属陶瓷涂层材料对裂纹的影响及控制

在总结国内外激光熔覆金属陶瓷涂层开裂的研究现状的基础上,深入分析了裂纹的形成机理,阐述了涂层的成分和组织对裂纹行为的影响以及防止措施,为涂层材料的合理设计提供了依据,并展望了裂纹控制的发展前景.     

熔覆电流对Inconel 625涂层组织与性能的影响

为了提高合金钢表面熔覆镍基合金涂层的质量,研究工艺参数对镍基合金涂层性能的影响,采用等离子熔覆技术制备Inconel 625涂层,利用金相显微镜、XRD观察并测试涂层的显微组织形貌与物相组成,采用电化学方法、显微硬度测试以及摩擦磨损试验研究了熔覆电流对涂层耐蚀性能和耐磨性能的影响规律。结果表明：熔覆电流改变了Inconel 625涂层的组织形貌和γ-Ni相不同晶面的择优倾向,当熔覆电流为80 A时获得组织细小、结构致密、(111)晶面择优生长的镍基合金涂层;与熔覆电流分别为60,70,90 A条件下制备的涂层相比,该涂层的腐蚀倾向最小,腐蚀速率最低,钝化区间最大,耐蚀性能优异;Inconel 625涂层的显微硬度值显著大于基体,当熔覆电流为80 A时涂层的显微硬度值最大,约为基体的1.89倍,耐磨性能最佳。     

热锻模型面激光熔覆耐热耐磨覆层的试验研究

为了制备符合锻模使用性能要求的模膛型面耐热耐磨层,进行了在指定的W6Mo5Cr4V2基体上激光熔覆金属陶瓷Ni60／Ni-Cr-Cr2C2的试验研究。主要研究熔覆材料的成分构成,熔覆时的激光参数及所制备的熔覆层的物相、组织形貌及显微硬度分布。试验结果说明采用50％：50％的Ni60粉和Ni-Cr-Cr3C2粉做覆层材料,采用激光功率1．7Kw,扫描速度4mm／s,光斑直径为3mm,预涂厚度为0．6mm的激光熔覆工艺,可以得到组织细化硬度较高的激光覆层。说明激光熔覆金属陶瓷是制备热锻模膛表面强化层的一种有前途的方法。     

碳纳米管增强激光熔覆涂层的研究现状与分析

激光熔覆作为一种新型表面工程技术,具有效率高、稀释率低、涂层与基体结合良好、涂层组织致密及污染小等优点,广泛用于制备更硬、更耐磨和更耐腐蚀的复合涂层。碳纳米管(CNTs)具有独特的纳米管状结构和优异的力学性能,是制备激光熔覆涂层的理想增强材料,CNTs增强涂层成为近年来激光熔覆领域的研究热点。本文从第二相强化、细晶强化、位错强化和载荷传递四个方面探讨了激光熔覆涂层中CNTs的强化作用机制。对于CNTs可提高熔覆涂层性能,从CNTs的添加量和分散方式以及CNTs对涂层硬度、耐磨性、强度、塑性、韧性和耐腐蚀性的影响等方面,对CNTs增强激光熔覆涂层的研究现状进行了总结和分析。最后对现阶段CNTs增强激光熔覆涂层研究中存在的问题与未来发展方向进行了展望。     

大面积激光熔覆制备原位自生TiB2 -Ni金属陶瓷复合涂层的研究

利用多道搭接激光熔覆技术,在45钢表面制备出原位自生TiB2颗粒增强Ni基金属陶瓷复合涂层,可以实现金属基体的高韧性与陶瓷材料优异性能的良好结合,改善材料表面性能.采用XRD,SEM对涂层的组织结构进行了研究.结果表明:多道搭接涂层主要由γ -(Ni, Fe)粘接金属基体和以TiB2为主的原位析出硬质颗粒组成.B, Ti, Ni, Fe元素在涂层中基本呈均匀分布,涂层最表面Ti稍有富集.涂层组织是由γ -(Ni, Fe)先共晶奥氏体枝晶及晶间TiB2/γ -(Ni, Fe)共晶组成.熔覆搭接区以马氏体相变方式冶金结合.熔覆层与基体及各道熔覆层之间界面结合良好.     

激光熔覆高熵合金涂层的研究进展

高熵合金涂层具有的良好热稳定性、耐高温性能使其成为高温涂层科学领域一个新的研究热点。激光熔覆技术制备高熵合金涂层的方法是获得其优越性能的制备方法之一。本文主要从涂层成分设计、组织结构、退火工艺与性能、耐高温氧化性能以及其他性能等方面综述了激光熔覆技术制备高熵合金涂层的最新研究成果,分析了当前激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题,提出了应从组元设计、基础理论、性能规律及加工工艺等方面完善科学研究体系,以期制备出性能优异的高熵合金涂层。     

感应熔覆技术研究现状及发展

机械零件长期在高温、潮湿以及交变载荷等恶劣环境下工作,会导致机械设备出现可靠性降低和服役寿命缩短等问题。因此,对零件表面性能提出了高耐磨性和高耐腐蚀性等严苛要求。在此背景下,感应熔覆技术作为绿色表面改性工艺,因其成本低、效率高、热影响区小及熔覆质量好等特点而被广泛应用于机械零件表面强化领域。首先,简述了感应熔覆技术的工作原理和特点,重点探讨了自熔性合金粉末和添加陶瓷及稀土元素合金粉末的应用效果和潜在优势;其次,介绍了感应熔覆技术的工艺流程,分析了预制涂层、保护套筒以及其他强化工艺对感应熔覆涂层性能和质量的影响,指出敏感性参数是影响感应熔覆涂层成形和传热的重要因素;最后,概括了感应熔覆数值模拟方法的发展现状和存在的问题,并针对感应熔覆成形过程和传热机制的发展提出了相关建议。在此基础上,对感应熔覆增材制造过程中的关键科学问题和技术难题进行了展望并提出了未来的研究方向。通过研究新材料及采用新型数值模拟技术,为优化工艺参数和开发新型涂层提供更加精确的指导。     

材料表面激光熔覆研究进展

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，具有广阔的应用前景。本文详细评述了激光熔覆技术的研究和应用，其中包括熔覆工艺，理论模型、材料体系及其熔覆形成的冶金组织特征和性能，同时，指出了存在的问题和今后努力的方向。     

铁碳合金表面激光熔覆的研究进展

激光熔覆技术具有加热速度快、熔覆过程中产生的热影响区小、基体表面温度低等优点,因此能够较好地保证零部件的尺寸精度,近年来发展成广泛应用的表面改性技术。激光熔覆技术对涂层粉末以及基材选择要求不高,因此广泛应用于不同种类基体材料的再制造修复。从铁碳合金材料出发,分别对激光熔覆技术在改善铸铁、碳钢及合金钢材料的力学性能、耐磨性、耐蚀性、抗热疲劳性等方面的应用进展和存在的问题及对策进行了分析,阐明了工艺参数、材料成分以及工件的预热或后处理对制备高质量大熔覆层组织和性能的影响规律,最后指出了激光熔覆技术在目前研究中存在的问题并对其未来发展方向进行了展望。     

Cr3C2 incorporation into an Inconel 625 laser cladded coating: Effects on matrix microstructure,mechanical properties and local scratch resistance

There is an increasing industrial demand for metal alloys with high wear resistance under severe operating conditions. Ni-based alloys, such as Inconel superalloys, are an excellent option for these applications; however, their use is limited by their high cost. Ni-based coatings deposited onto carbon steel substrates are being developed to achieve desired surface properties with reduced cost. Laser cladding deposition has emerged as an excellent method for processing Ni based coatings. In this work, microstructure, mechanical properties and local wear behaviour have been investigated in response to the addition of Cr₃C₂ ceramic particles into an Inconel 625 alloy deposited onto a ferritic steel substrate by laser cladding. Using this deposition technique, a homogeneous distribution of Cr₃C₂ particles was observed in the coating microstructure. The addition of ceramic particles to the starting powder resulted in the formation of hard precipitates in the coating microstructure. The partial dissolution of Cr₃C₂ particles during the laser cladding process increased the hardness of the Inconel 625 matrix. Depth sensing indentation and scratch tests were performed to study the local wear behaviour and scratch resistance of the cermet matrix compared with the conventional Inconel 625 alloy. Finally, the effect of Cr₃C₂ on mechanical properties was correlated with the observed microstructure modifications.     

激光熔覆材料研究现状

综述了目前制备激光熔覆涂层所采用的主要材料体系及激光熔覆材料应用中存在的主要问题及解决途径,给出了设计和开发激光熔覆材料应遵循的一般原则.指出激光熔覆材料是决定熔覆层工艺性能和应用性能优劣的重要因素,激光熔覆专用粉末的研究开发是激光熔覆技术研究的重要方向.     

Research status of laser cladding on titanium and its alloys: A review

Titanium and its alloys are restricted in the field of application. Laser cladding, as a kind of surface modification technique, is employed to fabricate coatings with improved wear resistance, high temperature oxidation resistance and good biocompatibility on titanium and its alloys. Apart from laser cladding process parameters, material selection is vital to obtain the improved properties mentioned above. In this paper, recent developments of different material system are summarized and the developments in laser cladding for functional coatings with high wear resistance, good corrosion and oxidation resistance, and better medical biocompatibility are reviewed. Besides, the existing problems and the corresponding solutions are discussed. Finally, the trend of development in the future is forecasted.     

45钢表面Ni基激光熔覆层的耐蚀性能

为改善45钢表面的力学性能和耐蚀性,在相同功率下采用不同扫描速率在其表面激光熔覆制备了Ni基(Ni35A)复合涂层。利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学腐蚀测试系统对熔覆试样进行组织形貌、相组成、显微硬度和耐蚀性能分析。结果表明:熔覆试样由熔覆层、结合区和基体3部分组成;熔覆层组织细密并与基体冶金结合,扫描速率过大时易形成裂纹;熔覆层主要由FeNi3和Ni3B相组成,不同速率所得熔覆层显微硬度均超过400 HV;扫描速率为500 mm/min时熔覆试样自腐蚀电位提高了40 mV。     

碳弧熔覆工艺对熔覆层组织及性能的影响

为获得高硬度、高耐磨性的表面合金层,将镍基自熔合金粉末预先涂覆在Q235钢表面,利用碳弧热源进行熔覆制备熔覆层。通过金相显微镜、硬度计及磨粒磨损试验机对熔覆层表面的组织及性能进行测试,研究焊接电流和涂覆层厚度对熔覆层组织和性能的影响。结果表明:焊接电流相同,增加涂覆层厚度,熔覆层的表面硬度和耐磨性呈现先增加后降低的趋势;涂覆层较薄时,熔覆层硬度、耐磨性随电流增大而下降,涂覆层较厚时,熔覆层硬度、耐磨性随电流增大而呈上升趋势;当涂覆层厚为4 mm,焊接电流为200 A时,组织为镍基固溶体加共晶物,共晶组织为镍基固溶体与多种碳化物、硼化物共晶,硬度最高,为54.3 HRC,耐磨性最好。