不锈钢等离子熔覆镍基复合涂层的组织与性能

利用等离子熔覆技术,在304不锈钢基体上制备了添加WC颗粒的镍基复合涂层。借助SEM、EDS、XRD分析了涂层的组织,采用显微硬度计、M-200磨损试验机和电化学工作站分别测试了涂层的硬度和耐磨、耐蚀性能。实验结果表明,涂层呈枝晶生长特征,组织均匀细小,主要由γ-(Ni,Fe)固溶体、Cr_(23)C_6、CrSi_2、WC和M6C组成。涂层的显微硬度可达420~530HV0.3,与基体相比,涂层磨损性能提高4倍以上;在3.5%NaCl介质中涂层耐蚀性优于304不锈钢。     

氩弧熔覆原位自生Ti(C、N)-WC增强Ni60A复合涂层的研究

以Ni60A、TiC、TiN、WC、Co粉为原料,在Q235钢的表面用氩弧熔覆原位合成技术制备了Ti(C、N)-WC增强镍基复合材料涂层.研究了涂层的显微组织、化学成分、硬度变化和摩擦磨损特性.熔覆层组织主要由富Ni的γ(Ni,Fe)相、Ti(C、N)、WC和(Fe,Cr)xC等组成.涂层的显微硬度和耐磨性分别是基体Q235钢的6.5倍和10倍.显微硬度由表及里呈先上升后下降的阶梯状趋势,到热影响区时又明显降低.基体Q235钢的磨损机制为黏着磨损和磨料磨损,而复合涂层的的磨损形式主要是磨屑充当第三体引起的磨粒磨损.     

Ni-ZrO_2纳米复合涂层的制备及其耐磨耐蚀性能研究

采用电火花沉积和激光熔覆技术在45号钢基体表面沉积制备Ni-ZrO2复合涂层。通过研究涂层的显微硬度分布、耐磨和防腐性能发现:在900 W功率下,电火花沉积的Ni基过渡层质量较好,过渡层厚度达到了110μm左右,且与基体冶金结合具有较高的结合力。利用激光熔覆技术在Ni基过渡层上熔覆纳米ZrO2粉体(3Y-TZP),纳米ZrO2涂层平均厚度约为20μm。Ni-ZrO2纳米复合涂层的表面平均硬度为934.19HV0.1,最高硬度可达1 145HV0.1,相对于基体,硬度提高了3.8倍。摩擦磨损和腐蚀试验发现复合涂层的耐磨性能和耐蚀性能较基体都有明显的提升。     

原位生成纳米晶对冷焊熔涂层组织与耐磨性能的影响

为解决异形面涂层在高频感应熔覆或真空炉熔覆中存在的熔体下坠、厚薄不均匀等问题,采用冷焊技术在45钢表面熔涂Ni60镍基合金。试验中,利用多种理化手段分析了熔涂层的微观组织和成分;利用显微维氏硬度仪和往复式摩擦磨损试验机分别测试了熔涂层的显微硬度和磨损性能。结果表明:熔涂层与基体形成了良好的冶金结合,且熔涂层内含有部分非晶态合金;热处理后,熔涂层内非晶态合金原位形成纳米晶,使熔涂层二次强化;熔涂层的最终HV硬度可达745~983,耐磨性提高。     

H13钢激光熔覆钴基复合涂层的组织及耐磨性

采用5kW连续CO_2激光器,在H13热作模具钢表面进行激光熔覆Stellite-6(简称St6)、St6+5%WC、St6+5%WC+1%RE钴基合金复合涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及磨损试验机,对熔覆层的显微组织、元素分布、相组成、显微硬度及磨损性能等进行了系统研究。结果表明,激光熔覆层与基体为冶金结合,各熔覆层的基体相组织为γ-Co、γ-Ni,增强相组织均包括Cr-Ni-Fe-C、(Mn,Cr)_7C_3、Cr_(23)C_6等相,此外,St6+5%WC和St6+5%WC+1%RE熔覆层的增强相中增加了WC、W_2C和SiC相;熔覆层显微硬度HV_(0.2)为560~710HV;摩擦磨损试验结果表明,在相同条件下,耐磨性能由高到低依次是St6+5%WC+1%RE、St6+5%WC、St6、H13钢。     

冷作模具钢激光熔覆Ni基合金组织和性能研究

为提高Cr12MoV模具钢硬度和耐磨性,研究采用激光熔覆技术在其表面制备Ni基合金.研究结果表明,涂层显微组织为异向生长的树枝晶,涂层相结构为γ-(Fe, Ni)、Cr₇C₃、BNi₂以及Ni-Cr-Fe相.由于细晶强化、固溶强化和第二相强化作用,使熔覆层平均硬度比基体硬度提高了175%.涂层摩擦系数为0.2,明显小于基体(0.4),涂层的磨损体积较基体提高1个数量级.     

等离子熔覆WC增强镍基合金涂层组织与性能研究

采用等离子熔覆的方法在低碳钢基体上获得Ni60+35%WC涂层,借助超景深三维显微系统,观察并分析了熔覆层的宏观组织和显微组织,并研究了熔覆层的显微硬度分布,得出了以下结论：所制备的熔覆层成型良好,显微硬度为基体的4～6倍;熔覆层底部存在大量的WC颗粒,硬度较高;随着离熔合线距离的增加,WC逐渐减小,硬度降低;随着电流的增加,熔覆层中,WC的溶解量增加,硬度逐渐降低。     

铸铁等离子喷焊Stellite6钴基合金涂层的组织与性能

以Steilite6钴基合金粉末为原料,采用等离子喷焊技术,选择合适的工艺参数,在HT250基体上制备具有冶金结合的耐磨、耐热合金涂层．借助于OM、SEM、XRD观察分析涂层的组织,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布,在磨损试验机上通过环一块磨损试验评估涂层的耐磨性能．结果表明：等离子喷焊涂层组织均匀细小,主要由γ-Co、（Cr,Fe）,C2相组成;涂层的显微硬度可达590～680HV。;在室温干滑动磨损条件下,基体试样的失重量约为涂层的5．5倍,表明涂层的耐滑动磨损性能明显提高．     

激光熔覆Cr3C2/Fe复合涂层的组织与磨损性能

采用5kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Fe基合金涂层（Fe55）及添加20%Cr3C（2质量分数）的Fe基合金复合涂层（Cr3C2/Fe）,研究了两种涂层的组织结构、显微硬度及耐滑动磨损性能。结果表明,Fe55涂层以亚共晶方式结晶,在初生柱状固溶体枝晶间存在大量的网状共晶组织。Cr3C2/Fe涂层中Cr3C2大部分溶解,原Fe55涂层中初生柱状固溶体枝晶产生等轴化,枝晶组织也明显细化。激光熔覆Fe55涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,Cr3C2/Fe涂层的主要组成相为γ-Fe;α-Fe,Cr23C6以及未熔Cr3C2。激光熔覆Cr3C2/Fe涂层的硬度和耐磨性明显优于Fe55涂层。     

激光熔覆Al2O3陶瓷涂层组织结构

研究了45钢表面激光熔覆等离子Al2O3陶瓷喷涂层的组织结构、硬度及滑动磨损特性。结果表明，等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层呈层片状，涂层疏松，由α－Al2O3,ZrO2和γ－Al2O3组成。激光熔覆Al2O3陶瓷涂层致密，由α－Al2O3及ZrO2组成。激光熔覆Al2O3涂层硬度较高，滑动磨损时其耐磨性也明显优于等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层。     

2738模具钢表面激光熔覆Ni基WC复合涂层的摩擦磨损性能

在2738模具钢表面通过CO2激光熔覆制备Ni基WC复合涂层。分别对2738钢基体和Ni-WC激光熔覆层进行干摩擦试验。用三维表面形貌仪测量磨损体积,用扫描电镜观察磨痕的表面形貌。试验结果表明,Ni-WC复合涂层试样的硬度显著提高,表面硬度超过1200HV,保证了Ni-WC熔覆层的耐磨性。熔覆层的平均摩擦因数约为0.24,与2738钢基体的摩擦因数0.43相比,降低了约44%。熔覆试样的比磨损率比基体试样的比磨损率下降了96.7%,WC硬质相提高了摩擦副表面的承载能力。磨粒磨损为Ni-WC复合涂层的主要磨损机理。     

等离子熔覆Ni-Cr合金强化粮油食品机械螺杆的研究

采用等离子熔覆技术在粮油食品机械螺杆基材40cr合金钢表面等离子熔覆Ni-Cr合金涂层,研究了熔覆层的组织特征和显微硬度.实验结果表明:等离子熔覆层与基体的结合面是由等轴晶构成的,熔覆层与基体呈现良好的冶金结合状态;熔覆层中部分布着沿逆热流方向生长的排列较规则的枝晶组织;熔覆层表层是细小的枝晶组织.当扫描速度一定时,较高的熔覆功率下的熔覆层内的枝晶和等轴晶得到细化.熔覆层的显微硬度呈梯度过渡到基体,熔覆层外层硬度值最高,在结合面附近硬度出现显著的变化,但熔覆功率对熔覆层硬度的影响并不显著.     

Q235钢表面等离子弧熔覆自粘结镍基WC的研究

在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆自粘结镍基WC合金粉末,制备具有冶金结合的复合熔覆层.采用OM、SEM、EDS研究了熔覆层的组织,利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度分布.结果表明:熔覆层中WC颗粒全部熔解,熔覆层与钢基体形成冶金结合,熔覆层硬度达470 HV,熔覆层主要强化机制是碳化物的弥散强化,W、C、Cr等合金元素溶入γ-Ni(Me)中产生的固溶强化.     

激光熔覆钴基合金和Cr3C2/Co涂层的组织性能

运用5 kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Cr3C2／Co涂层．研究了其组织、结构、显微硬度及滑动磨损性能，并用激光熔覆钴基合金涂层(Co50)进行了对比试验。结果表明，Co50涂层的显微组织是以亚共晶方式结晶的枝晶组织,Cr3C2／Co涂层组织为未熔Cr3C2颗粒、长杆状、多边形块状Cr的碳化物及其间的细小的枝晶和共晶组织。Co50涂层的主要组成相是．γ-Co及(Cr，Fe)7C3，Cr3C2／Co涂层的主要组成相为．γ-Co，Cr7C3．Cr23C6和Cr3C2等。激光熔覆Cr3C2／Co涂层比Co50涂层具有更高的硬度和耐磨性。     

半导体激光熔覆高硬Ni基WC涂层

为提高球阀的使用寿命,通过激光熔覆技术,在304钢基体上制备Ni28+WC涂层,并研究WC含量和激光器功率对涂层表面性能的影响.借助金相显微镜、显微硬度计研究了不同含量WC下涂层的裂纹情况、稀释率及硬度.研究结果表明:随着WC含量升高,涂层硬度显著提高,稀释率逐渐降低,增加激光输出功率可以促进WC颗粒融化从而提高稀释率,当WC含量为30%时,涂层无裂纹,平均显微硬度达到580Hv0.1,稀释率为4.9%,涂层与基地之间实现冶金结合.WC含量高于40%时,由于未融化和析出的WC颗粒的增多,涂层开裂.     

钢表面ZrO2陶瓷纳米等离子喷涂

采用等离子喷涂技术在20Cr钢表面等离子喷涂纳米ZrO2涂层,并用1Cr18Ni9作中间梯度涂层,用以制造特殊管状绝热体.利用SEM方法研究了梯度涂层的结构和显微组织,通过摩擦磨损试验对涂层的耐磨性能进行了分析,用热震法研究了涂层和基体的结合力,并用有无热障涂层的箱体进行实际模拟对比试验,测试了涂层的隔热性能.研究结果表明,ZrO2纳米陶瓷层和1Cr18Ni9梯度层可以形成良好的机械结合;喷涂后的试样表面显微硬度显著提高,耐磨性比GCr15轴承钢提高2.84倍;纳米陶瓷梯度涂层使20Cr钢的隔热性能和抗高温氧化性能显著提高.     

激光熔覆纳米涂层在纺机设备中的应用研究

对激光熔覆技术和等离子喷涂技术在纺机设备上的模拟耐磨实验,观察其微观组织,并通过耐磨性能对比分析,结果表明:激光熔覆涂层比等离子喷涂涂层显微硬度高,且耐磨性能提高50%。     

激光熔覆纳米La2O3/Ni基合金涂层

采用横流5kWCO2激光在低碳钢基体表面制备纳米La2O3/Ni基激光熔覆涂层。采用光学显微镜（OP）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分别对熔覆涂层进行显微组织和相组成的观察。用显微硬度计和滑动磨损试验机对熔覆涂层的硬度和耐磨性进行测试。试验结果表明：熔覆层主要由γ-（Ni,Fe）,Cr23C6,LaNi10.5Si2.5等相组成,随离结合面距离增大,熔覆层的组织逐渐变细。随着纳米La2O3加入量及扫描速度增加,熔覆层组织变细。加入纳米La2O3后,平均硬度由未加时500HV0.5提高到约700HV0.5,耐磨性也得到不同程度的提高。在本试验条件下,添加质量分数为1.0%纳米La2O3熔覆层的耐磨性明显高于质量分数为1.5%纳米La2O3熔覆层的耐磨性。扫描速率采用250mm/min的熔覆层,其综合性能最佳。     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

45#钢表面NiCrBSi合金激光熔敷层的组织和硬度

为提高45^#钢表面硬度及耐磨性能，采用激光熔敷技术在其表面制备NiCrBSi合金涂层，利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析了熔敷层的微观组织，利用显微硬度计测试了熔敷层的硬度，结果表明，激光熔敷层的组织由γ-Ni树枝晶、γ-Ni Ni3B共晶、M7C3树枝晶和CrB颗粒组成，激光熔敷层的硬度在HV800～900之间．