铝合金表面激光熔覆稀土CeO_2+Ni60组织及摩擦磨损性能

为了提高铝合金材料的表面性能,使其具有较高的硬度和耐磨性,利用激光熔覆技术在6063铝合金表面制备了添加稀土氧化物CeO2的Ni60合金熔覆层。分析了激光熔覆CeO2+Ni60熔覆层的宏观形貌、显微组织及硬度,研究了其摩擦磨损性能,并与未添加稀土的Ni60合金熔覆层和铝合金基体进行了对比研究。结果表明,加入2%CeO2可降低Ni60熔覆层表面起伏,获得较好的熔覆层宏观形貌,同时有效地减少Ni60熔覆层中的裂纹、孔洞和夹杂物,促进晶粒细化,提高熔覆层的组织均匀性;添加2%CeO2的Ni60熔覆层比未加稀土的Ni60熔覆层组织更加均匀,晶粒较细小,气孔等组织缺陷更少,熔覆质量较好;在相同深度位置的显微硬度,2%CeO2+Ni60熔覆层明显高于Ni60熔覆层,2%CeO2+Ni60熔覆层最高硬度可达HV0.051180,是6063铝合金基体平均硬度的8.4倍;在相同磨粒磨损条件下,2%CeO2+Ni60熔覆层试样的耐磨性是铝合金基体的7.1倍,是Ni60熔覆层试样的1.6倍;激光熔覆Ni60可以显著降低铝合金表面摩擦系数,而添加稀土元素Ce能提高Ni60熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善耐磨性能。     

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。     

原位生长VC-WC-W_2C增强镍基激光熔覆层的耐蚀性研究

利用激光熔覆法在45#钢基材表面制备原位生长VC-WC-W2C颗粒强化镍基熔覆层,并采用静态浸泡法研究该熔覆层在10%H2SO4溶液中的腐蚀性。结果表明:不同V2O5+WO3+C含量的镍基熔覆层在10%H2SO4溶液中均表现出较好的耐蚀性,其中25%(V2O5+WO3+C)镍基熔覆层的耐蚀性最强,约为纯Ni60熔覆层的3倍。     

Y_2O_3在6063铝合金表面激光熔覆Ni基熔覆层中的作用机制

为了提高铝合金材料的表面性能,利用激光熔覆技术,在6063铝合金表面制备了添加不同含量Y_2O_3的Ni60合金熔覆层,并采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析测试仪(EDS)、显微硬度计等分析检测设备对激光熔覆层的组织、相结构、成分、显微硬度进行了测试和分析。研究结果表明:适当的Y_2O_3添加量可改善熔池对流,减少内含物,并有效控制熔覆层中的气孔和裂纹;XRD分析表明不同Y_2O_3含量的Ni60熔覆层表面主要的相结构为β-Ni Al(Cr),Al_3Ni,AlNi_3,Al等,添加较多Y_2O_3后出现Y_2O_3,YAl_3,AlNiY,Ni_(17)Y_2等稀土化合物的衍射峰;加入Y_2O_3后Ni60熔覆层元素分布比较均匀,稀释率有所降低,孔隙率减小,晶粒得到细化;Ni60熔覆层的平均显微硬度为HV 1017.6,5%Y_2O_3+Ni60熔覆层硬度为HV 1225.8,5%Y_2O_3+Ni60熔覆层硬度较高且硬度值随着熔覆层深度的过渡较为平缓。     

铝合金表面激光熔覆钛基粉末涂层的性能与组织

采用激光熔覆技术,在铝合金表面制备钛基涂层,对激光熔覆层微观组织、摩擦磨损性能及显微硬度进行测试。结果表明:激光熔覆区主要为树枝晶,过渡区主要为胞状晶,热影响区以等轴晶为主。熔覆层样品表面平均硬度较铝合金基体(120HV)提高了2倍,硬度值为326.3HV。熔覆层的耐磨性能提高显著,表面主要为微小犁沟,磨损损失质量约为铝合金基体的53%。     

激光熔覆(V_2O_5+WO_3+C)/Ni60涂层的磨损性能研究

为了提高45#钢的耐磨损性能,采用激光熔覆技术在45#钢表面制备(V_2O_5+WO_3+C)/Ni60涂层。利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对熔覆层显微组织和物相进行分析,利用显微硬度仪测试熔覆层的显微硬度,利用高速环块磨损试验机进行摩擦试验。试验结果表明:熔覆层由γ(NiFe)固溶体、原位生成的强化相W_2C、WC、VC和Cr_3C_2构成。激光熔覆(V_2O_5+WO_3+C)/Ni60涂层的硬度和耐磨损性能得到很大提高,熔覆层平均HV_(0.3)硬度高达1 400,是Ni60涂层磨损失重的1/5。     

激光功率对激光熔覆镍基合金涂层组织与性能的影响

针对水导润滑轴承在高硼水溶液的工作介质中发生的汽蚀现象,拟采用激光熔覆的方法提高其表面性能。通过激光熔覆技术在304奥氏体不锈钢表面熔覆了Ni40合金粉末,研究了激光功率对熔覆层组织与性能的影响。用半导体激光器对304奥氏体不锈钢进行激光熔覆,形成厚约为0.8 mm的熔覆层。试样分别用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)进行显微组织分析,用维氏硬度计测量熔覆层剖面硬度梯度,用磨损试验机测试熔覆层的耐磨性能,并在硼酸溶液中进行耐蚀性能检测试验。实验结果表明:Ni40熔覆层主要由γ-Ni及铬的化合物组成,功率影响熔覆层组织大小及元素分布,但并未引起物相的变化;相比基体,熔覆层硬度明显提高,且随功率增加而下降,熔覆层厚度随功率增加而加厚;熔覆层在摩擦磨损过程中产生的质量损失约为1.5×10~(-2)g左右,且随功率的增加而减少;熔覆层在硼酸溶液中的耐蚀性随激光功率的增加有所提高。     

镍基合金表面激光熔覆CoNiCrAlY合金的组织与性能

在镍基合金上激光熔覆CoNiCrAlY合金，制备了单层、多层试样和工件。利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和高温电炉，对熔覆层的组织、相结构、硬度及抗氧化性进行了测试和分析。结果表明：熔覆层的组成相有γ-Co，Ni2Y和Cr3Ni2Sic，熔覆层的氧化物为CoAl2O4，Al2O3，CoNiO2，NiCr2O4，CoCr2O4；单层熔覆层组织细小致密；由于预热的作用，搭接熔覆的组织较粗大；界面处的结晶方向垂直于界面，层问、两道之间搭接区、重熔区和多层熔覆的近表面组织有等轴化的倾向；熔覆层具有较高的硬度，加入稀土元素Y，可以增大氧化物的表面附着力、改善熔覆层的抗氧化性能；熔覆层在1100℃是抗氧化的。     

NiCrBSiC合金大面积激光熔覆层性能研究

采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床在40Cr钢上进行激光熔覆处理。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电化学测试系统、磨料磨损试验机等设备对熔覆层组织、硬度、磨损、腐蚀性能进行研究。结果表明:大面积激光熔覆层主要由Cr23C6,Ni3B,(Fe,Ni),Ni等相组成。激光熔覆层的显微硬度值在420~1 320 HK之间。熔覆层的硬度、耐磨性和耐蚀性与基体相比均有较大的提高;大面积激光熔覆层的显微硬度、耐磨性、耐蚀性均不及单道激光熔覆层;多层叠加熔覆层的耐蚀性能优于     

镍基合金激光熔覆层裂纹机理研究

在Ti811钛合金板表面利用同步送粉激光熔覆技术,制备了Ni45+TC4多道搭接激光熔覆层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了熔覆层微观组织和相组成,采用显微硬度计测试熔覆层的显微硬度,使用摩擦磨损试验机测试熔覆层的耐磨性。结果表明,熔覆层的基底α-Ti上分布的生成相主要包括TiB_2、TiC以及金属间化合物Ti_2Ni;当组织应力和拉应力超过镍基熔覆层抗拉强度极限时,熔覆层内部和表面均出现开裂现象;熔覆层显微硬度处于1000HV_(0.5)～1200HV_(0.5)之间,较基底提高了大约2.38倍以上;熔覆层摩擦系数处于0.45～0.48之间,大约为基底的68%。     

钛铝合金表面熔覆涂层的制备及组织特征

针对现有熔覆基体与熔覆层结合不紧密、工艺参数难以控制的缺陷,采用高功率连续CO2横流激光器及配套数控加工系统,实现了将Ni60B合金粉末均匀密实地熔覆在钛铝合金表面的方案。结合扫描电镜、金相分析、硬度测试等手段研究了输出功率、扫描速度对熔覆层组织和性能的影响。研究发现,基体材料与熔覆层之间存在明显的合金元素扩散现象,熔覆层与基体结合紧密;当激光功率为4.0 Kw,扫描速度为100 mm·min-1时,熔覆层的硬度达最高达HV 900以上。     

球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的组织与性能

为了研究球墨铸铁QT600-3表面激光熔覆钴基合金的组织和性能,本试验采用预置送粉法,利用6 kW CO_2激光器将粒度为46~106μm的CoCrW合金粉末激光熔覆到QT600-3基材表面,激光熔覆工艺参数为:激光功率P=3.0 kW、扫描速度V=350 mm·min~(-1)、光斑直径2 mm、搭接率1.5,三道次熔覆,熔覆层厚度约为3 mm,在熔覆过程中采用热量补偿方法对试样温度场进行调控。通过Olympus金相显微镜(OM)、Zeiss-Sigma扫描电镜(SEM)、X'Pert MPD Pro型X射线衍射仪(XRD)、MHV2000数显显微硬度计,分析了熔覆层横截面的显微组织、物相及硬度的变化规律。结果表明:熔覆层表面成形良好,无裂纹、气孔等缺陷;熔覆层分为熔化区、结合区和热影响区,熔覆层与基体冶金结合良好,主要由γ-Co(面心立方)过饱和固溶体以及碳化物CoC_x,Cr_7C_3等组成;熔化区由表层的树枝晶和内部的胞状晶组成,在热影响区发生了组织转变,形成了马氏体并且球状石墨部分溶解,直径变小。熔覆层硬度随着与球墨铸铁基体表面距离增加,呈现先快速增大,后平缓增加,最后在表层区域又快速增大,熔覆层的最高硬度达到HV0.21077,较球墨铸铁基体的硬度提高了4倍以上。     

La2O3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的影响

利用CO2横流激光器在低碳钢基体表面熔覆含稀土氧化物La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层,研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。结果表明,加入适量的稀土氧化物La2O3可有效改善激光熔覆复合层的显微组织,减少复合层中的裂纹、孔洞、夹杂;加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的形状变化,同时,熔覆复合层的耐磨性和耐蚀性明显提高。     

激光功率对碟阀表面熔覆Ni 基合金涂层性能的影响

采用半导体激光器在2205双相不锈钢表面激光熔覆Ni基合金涂层.借助扫描电镜、电化学综合测试仪和硬度测试仪等,探讨了激光功率对涂层稀释率、微观组织、耐腐蚀性能及硬度的影响.结果表明:激光功率越大,涂层稀释率越大,熔覆层与基体元素发生更多的对流扩散;熔覆层的耐腐蚀性能随激光功率的增加而降低,当激光功率为2.7 kW时,熔覆层的自腐蚀电位最低,为-0.46 mV,腐蚀电流最小,为3.47×10-5 A/cm2. 硬度测试实验表明,激光熔覆Ni基合金涂层硬度最高达680 HV,约为基体硬度的2.5倍.      

20#钢表面镍基添Y2O3激光熔覆层及其高温磨损行为

采用激光熔覆法,在20#钢表面制备出添Y2O3的镍基合金粉末的熔覆涂层.分析了熔覆层的相组成、高温耐磨性能;观察了熔覆层显微形貌.结果表明:所制得的熔覆层组织均一、致密,与基体形成了良好的冶金结合.添加Y2O3的熔覆层硬度提高到基体的3.9倍,高温耐磨率仅是基体的1/4.熔覆层耐磨能力增强的主要原因是熔覆层与基体良好的冶金结合,镍基合金良好性能,组织细化以及硼化物、硼碳化物等析出相的强化作用.     

激光熔覆 FeNiCrBSi 系列多组元合金粉末的液压支架立柱

为获得更高性价比的激光熔覆液压支架立柱,开发2种重载专用的新型多组元合金粉末进行液压支架立柱熔覆工艺筛选,并采用SEM、CASS、PT探伤等分析方法,检测分析了合金粉末显微形貌及微区成分、熔覆层剖面缺陷、表面硬度、耐腐蚀性能、耐磨性能。结果表明,合金粉末FeNiCrBSi-B较FeNiCrBSi-A的关键元素分布更为均匀,球形度更佳;FeNiCrBSi-A、FeNiCrBSi-B合金粉末的熔覆硬度分为HRC 57.0、HRC 52.6;FeNiCrBSi-B合金粉末的8000W激光熔覆试样未见明显熔覆缺陷;熔覆层FeNiCrBSi-A、FeNiCrBSi-B均能有效提升基体的耐磨性能,且FeNiCrBSi-A熔覆层的耐磨性更好,FeNiCrBSi-B熔覆层的耐腐蚀性能更好。     

镁合金表面激光电弧复合熔覆 5556 铝合金工艺研究

铝合金熔覆是轻量化镁合金表面涂层防护的重要方法。 本研究使用 AZ80A 镁合金作为基材, 使用 5556 铝 合金作为熔覆合金, 并使用激光电弧复合熔覆进行了铝合金熔覆层制备。 对熔覆层组织进行了分析, 重点研究了 激光摆动对熔覆层品质的影响。 结果表明, 当激光无摆动时, 熔覆层宽度有限, 无法正常形成各道次熔覆层的有 效搭接, 且缺陷较多。 在增加激光摆幅的情况下, 激光加热能量会更均匀地在镁合金基材表面分散, 有效增加了 熔宽, 提升了各道次熔覆层的搭接率, 促进内部缺陷更少、 品质更高的连续熔覆层的形成。     

Ni3Al基合金激光熔覆组织特征与耐磨性能

利用Ni3Al/25%Cr₃C₂混合粉末和激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni₃Al基合金熔覆层,研究了熔覆层组织特征与耐磨性能。结果表明,Ni₃Al基合金熔覆层组织主要为Ni₃Al、NiAl和原位自生M₇C₃型碳化物。熔覆层显微硬度为599.6 HV0.1,约为45钢基板平均显微硬度的2.73倍。由于细小M₇C₃弥散分布于熔覆层中,Ni₃Al基合金熔覆层具有良好的磨损性能。熔覆层磨损机制为磨粒磨损,摩擦因数约为0.55,磨损率为1.12×10^-5mm³/N·m,约为蠕墨铸铁磨损率的28.6%。     

激光功率对激光熔覆CeO_2改性316L涂层组织与性能的影响

针对海洋所需316L不锈钢在长期工作中,受海洋潮湿气候的影响,会发生严重腐蚀,从而影响船体正常工作的情况。拟采用激光熔覆的方式提高其表面性能,采用HGL-6000型CO_2气体型激光器在316L不锈钢表面熔覆一层通过添加CeO_2改性的316L粉末。通过将激光熔覆功率设置为2700,3000,3300 W来研究激光功率对熔覆层组织结构、硬度以及耐蚀性能的影响。分别用TK-C1381型金相显微镜(OM)和Zeiss-ΣIGMA HD型场发射扫描电子显微镜(SEM)进行显微组织的分析,采用HVS-1000型数显显微硬度计测量阶梯硬度,通过电化学装置测量极化曲线以及阻抗谱。实验结果表明:激光功率未改变熔覆层结构只影响熔覆层晶粒的尺寸变化,晶粒尺寸随激光功率的增大呈现先减小后增大的趋势,且当功率为3000 W时,晶粒最为细小。同时熔覆层硬度和耐蚀性也呈先增大后减小的趋势,激光熔覆功率为3000 W时,熔覆层硬度、耐蚀性等各项性能均为最优。     

高端液压支架用激光熔覆Fe基粉末设计与性能研究

为了实现在液压支架表面有效控制材料、工艺成本的基础之上制备出高性能激光熔覆层，满足现代化采煤对高端液压支架的需求，设计并制备了三种高端液压支架用激光熔覆Fe基粉末，通过金相观察、硬度实验、磨损实验、盐雾腐蚀实验对粉末的激光熔覆层性能展开研究。研究得出：设计的三种粉末经激光熔覆后熔覆层组织致密，耐磨性、耐蚀性相比基材有了不同程度的提升，均为基材的2倍以上，应用前景广阔。