Y2O3对镍基碳化铬激光熔覆层结构性能的影响

研究不同含量的Y2O3对镍基碳化铬熔覆层宏观表面质量、显微组织、横截面微观硬度及熔覆层耐腐蚀性的影响.结果表明,稀土的加入可以细化晶粒,消除裂纹,涂层质量得到提高.硬度分布测量结果表明,加入0.2％ Y2O3后熔覆层的平均硬度约为1076 HV,比未加稀土的提高约100 HV.熔覆层的耐腐蚀性也得到提高.     

激光熔覆Ni/SiC金属陶瓷涂层组织与耐磨性能

采用激光熔覆技术,在45钢表面对不同含量SiC（质量分数）陶瓷粉末镍基自熔性粉末进行激光熔覆,得到Ni基SiC合金涂层。对熔覆层横断面进行了显微硬度测量和显微组织分析,对各种SiC含量的熔覆层试样进行了摩擦磨损试验。结果表明,添加SiC的镍基合金涂层能够提高熔覆层的耐磨性和硬度。     

TC4钛合金表面激光熔覆掺Y2O3复合涂层的显微组织和性能

目的提高钛合金表面的耐磨性能。方法在TiB_2:TiC=1:3的粉末配比下,添加不同质量分数Y_2O_3稀土氧化物,制备成膏状混合粉末。采用5 k W横流CO_2激光器,在TC4钛合金表面激光熔覆掺Y_2O_3的TiB_2和TiC粉末,制备耐磨性复合涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对激光熔覆层的微观形貌和组织成分进行了分析;用显微维氏硬度计对熔覆层的显微硬度进行了测量;用万能摩擦磨损试验机对熔覆层的耐磨性能进行了测试。结果添加4%Y_2O_3后,熔覆层中部组织明显细化,结合区由致密组织结构转变为晶须网状结构;熔覆层的最高显微硬度为1404.6HV0.2,是基体的3.7倍;熔覆层的磨损量减少了66.67%,且其摩擦系数有明显的降低。结论添加4%Y_2O_3对TC4钛合金表面激光熔覆TiB/TiC复合熔覆层耐磨性能有显著的提高。     

Y2O3对Fe-Al-Si-B等离子熔覆层组织与性能的影响

采用等离子弧熔覆技术,在Q235基体钢板表面熔覆了一层Fe-Al-Si-B原位复合涂层,并通过在熔覆粉末中添加稀土氧化物Y2O3改善熔覆层的组织与性能。利用光学显微镜(OM) 、扫描电镜( SEM) 、X射线衍射仪( XRD)、显微硬度仪、摩擦磨损试验机对熔覆层的组织、相组成、显微硬度及磨损性能进行了分析。结果表明：Y2O3的加入净化了晶界,使得晶界处夹杂物均匀化,明显改善了晶界处夹杂物的形态,形成了致密均匀、无缺陷且显著细化的熔覆层组织。当稀土氧化物Y2O3含量为0.9%时,熔覆层的硬度达到510HV,耐磨性能达到最佳。     

纳米Y2O3-Co基合金激光熔覆复合涂层的分析

采用纳米Y2O3和Co基合金粉末,并利用激光表面熔覆技术和堆焊技术在Ni基合金基体上制备了纳米Y2O3-Co基合金复合涂层.运用扫描电镜(SEM)等测试方法,研究了复合涂层的显微组织和显微硬度,通过磨损试验和腐蚀试验分析了激光熔覆涂层和单一堆焊层的耐磨性和耐蚀性.结果表明,激光熔覆层显微组织由熔合区、细等轴状枝晶区及粗枝晶区构成;激光熔覆层的显微硬度由堆焊层的512.8 HV提高到868.9HV;激光熔覆层的耐磨性提高了51.2倍,40 min磨损量由堆焊层的25.6 mg降低到激光熔覆层的0.5 mg;激光熔覆层在10%HCl、10% HNO3和10% NaOH中的耐腐蚀性均比堆焊表面有明显改善.     

Y_2O_3对Fe-Al-Si-B等离子熔覆层组织与性能的影响（英文）

采用等离子弧熔覆技术,在Q235钢板基体表面熔覆了一层Fe-Al-Si-B原位复合涂层,并通过在熔覆粉末中添加稀土氧化物Y_2O_3改善熔覆层的组织与性能。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、摩擦磨损试验机对熔覆层的组织、相组成、显微硬度及磨损性能进行了表征。结果表明:Y_2O_3的加入净化了晶界,使得晶界处夹杂物均匀化,明显改善了晶界处夹杂物的形态,形成了致密均匀、无缺陷且显著细化的熔覆层组织。当稀土氧化物Y_2O_3质量分数为0.9%时,熔覆层的硬度达到5.10 GPa,耐磨性能达到最佳。     

激光功率对 WO3-V2O5-C 镍基熔覆层硬度的影响

采用激光熔覆技术,在45#钢表面制备WO3-V2O5-C镍基熔覆层。分析了熔覆层的显微组织,测试了熔覆层的显微硬度,研究了熔覆粉末中WO3-V2O5-C的含量及激光功率对熔覆层硬度的影响。结果表明:采用WO3+V2O5+C质量分数为25%的熔覆粉末,以1.4 kW功率进行激光熔覆,所得熔覆层硬度最高,平均值高达1400HV0.3,可大大提高材料的耐磨性。     

蠕墨铸铁激光熔覆镍基WC合金涂层的性能研究

为研究蠕墨铸铁表面激光镍基/WC复合涂层的性能,利用SEM、EDS、摩擦磨损测试分析了激光功率、高温处理对熔覆层横截面微观组织、显微硬度、耐磨性的影响;考察了稀土元素对熔覆层裂纹的改善作用。结果表明:在其他激光参数不变的情况下,激光功率较小时熔覆层质量、硬度与耐磨性更好;加入稀土氧化物CeO_2粉末能有效改善熔覆层中裂纹的产生;适当的高温热处理能提升熔覆层性能。在本实验条件下,熔覆层所能承受最高温度为800℃,超过该温度,熔覆层质量与硬度均有所下降。通过调控工艺参数和添加稀土元素,会改善熔覆层的质量与性能。     

CeO_2稀土对激光熔覆Zr_(60)Al_(10)Ni_(10)Cu_(20)金属玻璃复合涂层性能改善的研究

向Zr60Al10Ni10Cu20金属玻璃涂层合金粉末中添加质量分数为1%的CeO2粉末制成混合粉末,采用大功率半导体激光器通过同轴送粉方式,在Q235钢基材上制备熔覆层。通过与未添加CeO2稀土粉末的Zr60Al10Ni10Cu20涂层进行对比,利用EDAX、XRD分析研究了稀土加入对熔覆层相结构的影响,用显微硬度计测试了复合涂层的硬度,并采用失重法测定了该金属玻璃在不同浓度的HCl溶液中的腐蚀速率。结果表明:由于稀土的加入,涂层中的非晶成分增加,复合涂层的硬度提高了约10%,并且腐蚀速率降低了约37%。     

激光熔覆纳米Sm2O3颗粒增强Ni基合金涂层

利用5 kWCO2激光器,在Q235低碳钢表面熔覆微米或纳米Sm2O3/Ni基合金复合材料,制备了涂层.利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪,比较分析了熔覆层的组织及相结构,利用显微硬度计和MM 200型环-块滑动磨损机检测了熔覆层的硬度和耐磨性.结果表明,熔覆层的主要相为γ-Ni和Cr23C6,且出现了Fe7Sm,Ni3Si和Ni3B;加入稀土氧化物熔覆层的冶金结合区白亮带变窄;加入纳米Sm2O3不仅细化了熔覆层的组织,而且形成了大量的等轴晶;加纳米Sm2O3比微米Sm2O3的熔覆层的显微硬度和相对耐磨性大幅度提高,磨损机理由磨粒磨损和黏着磨损转变为微动磨损.     

Microstructure and properties of WC reinforced Ni-based composite coatings with Y2O3 addition on titanium alloy by laser cladding

ABSTRACT

In this study, WC reinforced Ni-based composite coatings with Y₂O₃ addition were deposited on Ti-6Al-4V titanium substrate by laser cladding. The phases, microstructure, microhardness and wear resistance of the composite coatings were studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, microhardness tester and wear tester. The results showed that good metallurgical bonding was achieved between the composite coatings and substrate. The phases mainly were γ-Ni, TiC, TiB₂, Ni₃B, M₂₃C₆ and WC. Most of the WC was dissolved in small pieces of WC during the laser cladding process. The microhardness of the composite coatings was about 3 times that of the titanium substrate and the wear resistance of the composite coatings had a significant increase.     

等离子弧堆焊镍基球形碳化钨涂层摩擦磨损研究

目的采用等离子转移弧堆焊技术制成镍基球形碳化钨复合涂层,研究碳化钨含量对复合涂层摩擦磨损性能的影响,以用于实际生产开发。方法碳化钨质量分数分别为20%、30%、50%、60%的镍基混合粉末通过等离子堆焊方法制备成复合涂层,并采用Bruker公司生产的万能摩擦磨损试验机对镍基碳化钨复合涂层的侧面进行摩擦磨损性能测试。对各组涂层的表面形貌、摩擦系数、划痕横截面积及磨损面的微观形貌进行对比分析,探究碳化钨的含量对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果等离子转移弧堆焊镍基球形碳化钨复合涂层的耐磨性能随着碳化钨含量的增大而增大,同时近熔合区基体的耐磨性能也不断提高。当碳化钨质量分数小于50%时,主要发生的是粘着磨损和氧化磨损;当碳化钨质量分数大于50%时,主要发生的是粘着磨损和磨料磨损。结论由于碳化钨的存在以及增强相的不断生成,随着碳化钨含量的增大,复合涂层的磨损性能不断提高。出于性能和成本考虑,当碳化钨质量分数为50%时更适合实际应用。     

Non-vacuum sintering process of WC/W2C reinforced Ni-based coating on steel

Ni-based composite coatings containing varied contents of tungsten carbides on low carbon steel were fabricated. Effects of sintering temperature and tungsten carbides contents on the surface, interface, microstructure and wear resistance of the coatings were investigated using scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, Vickers microhardness tester, bulk hardness tester and pin-on-disc tribometer. The results indicated that with appropriate sintering temperature (1230 °C), smooth coating surfaces can be achieved. Favorable interfaces about 200 μm can be got that both the chemical composition and property of the interfacial region showed gradual transitions from the substrates to the coatings. Microstructure of the coatings consists of tungsten carbides and M7C3/M23C6 in the matrix. With excessive sintering temperature, tungsten carbides tend to dissolve. Ni-based coatings containing tungsten carbides showed much higher level of bulk hardness and wear resistance than ISO Fe360A and ASTM 1566 steels. With increasing contents of tungsten carbides from 25% to 40%, bulk hardness of Ni-based coatings gradually increased. Ni-based coating with 35% tungsten carbides performed the best wear resistance.     

20Cr2Ni4A钢表面WC增强铁基涂层耐磨性能的研究

目的 制备优异的耐磨性涂层用于机械零部件表面,可有效地提高其使用寿命,减少机械设备因磨损失效而带来的各类故障.方法 以20Cr2Ni4A合金钢为基体材料,利用激光熔覆技术,制备了铁基涂层和铁基/WC复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、HV-1000显微维氏硬度计,分别对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的相组成、组织形貌、显微硬度进行表征.利用HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的磨损性能进行研究,并分析其磨损机理.结果 两种涂层的显微硬度与基体相比改善较大,其中铁基/WC复合涂层改善最为明显,表面平均硬度值为610HV.以直径为6 mm的GCr15对磨球为摩擦副,铁基涂层的平均摩擦因数为0.53左右,磨损量为0.1432 mm3,而铁基/WC复合涂层的平均摩擦因数为0.36左右,磨损量为0.05935 mm3,与铁基涂层相比,20Cr2Ni4A合金钢表面结合铁基/WC复合涂层的硬度提高了17％左右,磨损量减小了58.6％,具有良好的耐磨损性能.结论 铁基/WC复合涂层因其表面存在W2C、WC、Fe3C等物相,能够均匀分布在铁基涂层上作为耐磨骨架,显著提高了涂层的硬度和耐磨性能.     

La2O3对激光熔覆铁基JG-8合金组织与性能的影响

采用激光熔覆技术在27SiMn钢基体表面成功制备了不同La_2O_3含量的铁基JG-8合金复合涂层,系统地研究了添加La_2O_3对铁基JG-8合金复合涂层组织及性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对铁基JG-8合金复合涂层的物相结构和显微组织进行分析测试,通过显微硬度仪和摩擦磨损试验机对铁基JG-8合金复合涂层的硬度以及摩擦学性能进行分析评估。结果表明,La_2O_3的添加可有效细化组织,使晶粒由原本的柱状晶转变为细小的胞状结构。铁基JG-8合金复合涂层的硬度随着La_2O_3含量的增加呈现先增大后减小的趋势,其中0.8%La_2O_3(质量分数)铁基JG-8合金复合涂层的硬度(HV0.3)(5327MPa)最高,与未添加La_2O_3的铁基JG-8涂层相比,0.8%La_2O_3铁基JG-8合金复合涂层的硬度提升了19.4%。在摩擦磨损过程中未添加La_2O_3的铁基JG-8涂层主要磨损机制为粘着磨损和疲劳磨损,0.8%La_2O_3铁基JG-8合金复合涂层的主要磨损机制为磨粒磨损,0.8%La_2O_3铁基JG-8合金复合涂层的体积磨损量最低,为27SiMn钢基体的22.9%。     

稀土对真空熔结镍基金属陶瓷复合层成分和硬度分布的影响

研究了真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层纵截面的微观组织形态、化学组成、相结构，及合金元素与显微硬度的分布特征。结果表明：稀土（Ce＋La）消除了Ni60＋WC涂层中的针状相，改变了析出相的分布形态，增加了熔合带的宽度。稀土改变了涂层的化学组成，提高了Ni、Cr、Si和W的含量；降低了Fe的含量。Ni60＋WC＋RE涂层还析出了新的Cr3Ni5Si2相。两种Ni60＋WC复合涂层显微硬度的最大值都出现在距涂层表面的0．2mm处，稀土明显地提高了复合涂层的显微硬度。     

激光熔覆Ni基微-纳米WC金属陶瓷涂层组织及干滑动磨损性能

在45钢表面进行添加微一纳米WC颗粒的镍基自熔粉末激光熔覆处理.得到不同Ni基WC合金涂层.对熔覆层进行显微组织观察、硬度测定以及室温千摩擦磨损试验.结果表明,纳米品WC的加入能改善涂层的耐磨性能,在本试验条件下,当添加的纳米级WC和微米级WC各为15%时.涂层耐磨性能最佳;但纯纳米晶WC增强涂层耐磨性不佳,其主要磨损破坏方式随涂层中WC晶粒尺寸变化而有所变化.     

Microstructure and Sliding Wear Resistance of Laser Cladded WC/Ni Composite Coatings with Different Contents of WC Particle

The aim of this article was to address the effect of WC content on the microstructure, microhardness, and sliding wear resistance of laser cladded WC/Ni composite coatings. The content of WC particle in the feed powder varied in the range of 0-80 wt.%. Experimental results showed that the laser cladded coatings exhibited homogeneous microstructure without pores or cracks. By comparing with the 45# steel substrate, the microhardness of WC/Ni composite coatings was relatively high. The microhardness of coating increased with increasing the content of WC particles. The wear resistance of WC/Ni composite coatings was strongly dependent on the content of WC particle and their microstructure. When the WC content was lower than 40 wt.% in the feed powder, the wear rate of the coatings decreased with increasing WC content. The two-body abrasive wear was identified as the main wear mechanisms. For the coatings with WC content higher than 40 wt.% in the feed powder, their wear rate increased with increasing WC content. The three-body abrasive wear and fatigue wear were the main failures. The coating with 40 wt.% WC in the feed powder exhibited the best wear resistance.     

含碳化物陶瓷粉芯丝材电弧喷涂层的结构和性能

分别将WC、TiC、Cr3C2等碳化物陶瓷粉末与304不锈钢带轧制成3种粉芯丝材,采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备铁基复合涂层.利用光学显微镜、SEM、XRD对3种涂层的形貌、相组成和磨损表面进行分析,并用湿砂橡胶轮磨损试验机(MLS-225)测试了涂层的抗磨粒磨损性能.结果表明,碳化物陶瓷粉末的加入使涂层的硬度和耐磨性显著提高,涂层的平均显微硬度值高达1100～1200 HV0.1.在本试验条件下,铁基复合涂层的耐磨性比Q235钢高6～18倍.塑性微切削和脆性剥落为涂层的主要磨粒磨损形式.     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。