激光熔覆镍基碳化铬与镍基碳化钨涂层对比研究

对激光熔覆镍基碳化钨与镍基碳化铬涂层组织性能进行了研究.结果表明,激光熔覆镍基碳化铬涂层搭接区与非搭接区组织有较大区别,搭接区涂层主要由MxCy相组成,非搭接区出现许多菱状硬质CrxCy碳化物;激光熔覆搭接方式对镍基碳化钨组织影响不大.镍基碳化铬涂层平均显微硬度为920 HV0.2,比镍基碳化钨硬度约低180 HV0.2,多道搭接对镍基碳化钨硬度影响不大,但镍基碳化铬的平均硬度下降为800 HV0.2.单道激光熔覆镍基碳化铬涂层耐磨性要高于多道搭接激光熔覆;但不同搭接方式激光熔覆碳化钨的涂层耐磨性相差不大.单道激光熔覆涂层耐腐蚀性比多道搭接激光熔覆涂层耐腐蚀性好,同含量下镍基碳化铬的耐腐蚀性比镍基碳化钨好.     

添加碳化钨铁基合金等离子弧熔覆复合涂层的组织分析

采用预置法等离子弧熔覆技术,在Q235钢基体表面熔覆了添加50%镍包WC(碳化钨)的Fe-Cr-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM,EDS,XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明,涂层与基体为冶金结合,其中部分WC分解,剩余WC主要分布在涂层的中、底部并与涂层结合良好,最后形成以γ-Fe为基,大颗粒WC,枝晶Fe3W3C3Fe6W6C,W2C,W2C等增强的复合涂层,涂层的显微硬度可达900～1100 HV0.2.     

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。     

等离子熔覆多元镍基涂层-基体的力学性能研究

目的在FV520B不锈钢基体上,采用等离子熔覆技术制备多元镍基涂层,研究不同成分配比涂层-基体协同作用下的力学性能。方法通过扫描电子显微镜分析涂层的表面及界面形貌,并对涂层-基体进行了拉伸及高温压缩性能测试,得到各涂层的抗拉强度及高温变形抗力,对比分析组织、相分布特征及涂层成分对涂层-基体系统力学性能的影响。结果等离子熔覆涂层组织致密,界面处呈现良好的冶金结合,这种结合方式可提高涂层-基体的综合力学性能;涂层-基体协同作用可显著提高材料的抗拉强度及变形抗力,且涂层的成分、组织及相分布特征是影响涂层-基体协同形变行为的关键因素。其中,Ni60+20%Ti涂层材料的抗拉伸性能最好,抗拉强度高达921 MPa,较基体材料提高了19.6%。Ni60+30%Ti+10%WC涂层-基体的高温力学性能最好,高温变形抗力达687.87 MPa。结论等离子熔覆多元镍基涂层使基体材料的抗拉强度有所提高,且高温变形抗力提高显著。     

45# 钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末

目的提高45#钢的表面性能。方法利用IPG光纤激光加工系统,采用不同的工艺参数在45#钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末,对熔覆层的宏观表面(平整度、表面硬度、裂纹情况)及金相组织、显微硬度分布进行对比分析。结果在激光功率为1200 W、扫描速度为2 mm/s、送粉电压为7 V时,获得的熔覆层宏观表面相对平整光滑,平均洛氏硬度约是基体的2.5倍。由微观组织分析得知,熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,熔覆层中上部组织晶粒细小,沿熔覆层与基体交界处向外,晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固。熔覆层显微硬度分布比较均匀,并且与基体相比提高了约1.5倍。结论 45#钢表面机械性能得到提升,在其表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末具有可行性和研究价值。     

离焦量对 45# 钢表面激光熔覆镍基碳化钨粉的影响

目的研究激光熔覆过程中离焦量对熔覆层成形质量的影响。方法在扫描速度(2 mm/s)和送粉电压(8 V)不变的情况下,通过改变熔覆头与基体间的距离和激光功率,对比分析不同离焦量对熔覆层尺寸、洛氏硬度、界面显微硬度和金相组织的影响,并确定最佳离焦量。结果当离焦量D_L=3,4 mm时,熔覆层表面硬度先逐渐增大后趋于稳定,洛氏硬度高达55~56HRC;当离焦量D_L=5,6 mm时,由于离焦量过大,导致基体与熔覆层冶金结合不牢固,部分粉末颗粒没有充分熔化附着在熔覆层表面,熔覆层质量较差。同一功率下,随着离焦量的增大相对熔覆层宽度会减小;当离焦量D_L=3 mm时,冷却速度最大、熔覆层底部由柱状晶沿着熔体最易散热方向生长明显,在熔覆层上部形成了等轴晶组织。结论激光熔覆时离焦量是不可忽视的工艺参数之一,最终优化工艺参数为:扫描速度2 mm/s,送粉电压8 V,激光功率1200 W,最佳离焦量3 mm。     

镍基WC金属陶瓷激光熔覆涂层的熔化烧损规律

采用ＣＯ２激光器在Ａ３钢上进行镍基碳化钨金属陶瓷的激光熔覆试验，研究了不同复合粉末成分及激光熔覆工艺条件下熔覆层中碳化钨的熔化烧损规律。试验结果表明，熔覆层中碳化钨的烧损主要是反应扩散式烧损。其烧损程度由其与粘结金属间的化学反映程度控制，与复合粉中钨种类，粒度，含量，粘结金属中碳含量以及激光熔覆工艺关系密切。     

等离子熔覆镍基复合涂层的组织及性能

采用等离子熔覆工艺在不锈钢基材上熔覆镍基合金,获得了一定厚度的复合熔覆层.分析了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性及物相形貌和相结构等.结果表明涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的WC颗粒;熔覆过程中WC颗粒发生部分溶解;涂层与基板为冶金结合;所得涂层具有较高硬度,涂层基体硬度6000 MPa,WC颗粒硬度达18 780 MPa;熔覆层的主要强化机制是WC颗粒的弥散强化和C,Cr及B等合金元素溶入γNi(Me)中产生的固溶强化.     

等离子熔覆镍基复合涂层的组织及性能

采用等离子熔覆工艺在不锈钢基材上熔覆镍基合金,获得了一定厚度的复合熔覆层.分析了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性及物相形貌和相结构等.结果表明:涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的WC颗粒;熔覆过程中WC颗粒发生部分溶解;涂层与基板为冶金结合;所得涂层具有较高硬度,涂层基体硬度6000 MPa,WC颗粒硬度达18 780 MPa;熔覆层的主要强化机制是WC颗粒的弥散强化和C,Cr及B等合金元素溶入γNi(Me)中产生的固溶强化.     

激光熔覆制备WC增强镍基合金涂层研究进展

碳化钨（WC）镍基合金涂层具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高硬度等优异性能,利用激光熔覆技术制备WC镍基合金涂层优势明显,已成为国内外研究的热点。通过对激光熔覆制备WC增强镍基合金涂层的研究进展进行综述,首先介绍了WC增强镍基合金涂层的特性及其激光熔覆制备方法,其次介绍了几种常用的熔覆层性能改善措施和后处理技术,最后对WC增强镍基合金涂层激光熔覆制备技术存在的问题及发展趋势进行了展望。     

等离子弧零稀释率熔覆处理的研究

利用等离子弧对低碳钢表面预涂的铁基自熔性合金粉末进行了熔覆处理,并对熔覆层的组织结构和性能进行了分析研究.研究结果表明,在一定的工艺参数下,铁基自熔性合金粉末可以在钢的表面形成一层铺展均匀、结合牢固、具有零稀释率特点的熔覆层.     

热喷涂与熔覆技术制备镍基涂层的空蚀性能

利用热喷涂和等离子熔覆技术分别制备了镍基涂层,采用SEM、X射线衍射、显微硬度、失重分析法对空蚀前后的涂层进行了对比研究,并在旋转圆盘空蚀实验机上进行了空蚀实验.SEM结果表明,等离子熔覆涂层与基体结合为冶金结合,内部组织致密,缺陷少;热喷涂涂层由堆积的变形粒子组成,与基体多为机械结合,涂层具有层状叠加组织结构,其中孔隙较多.Ni基熔覆涂层表现出较好的耐空蚀性能,其失重量与对比不锈钢接近.X射线衍射分析空蚀后的熔覆涂层表面物相发生了变化,空蚀前后的熔覆涂层截面硬度表明,镍基涂层的在空蚀过程中出现了加工软化.热喷涂涂层由于内部结合力较低,特别容易被空蚀微射流或冲击波过程所破坏.     

等离子弧金属表面熔覆处理的研究

在钢的表面上用Ni基合金粉末进行等离子弧熔覆处理。试验结果表明 ,用优化后的等离子弧熔覆工艺可以在钢的表面获得致密、结合牢固和零稀释率的熔覆层。因此等离子弧熔覆处理是一种有发展前途、环境友好的金属表面改性处理技术     

火焰熔覆镍基/陶瓷涂层的耐磨性研究

研究了陶瓷WC和SiC加入量对氧乙炔火焰重熔方法制备的镍基合金涂层耐磨性的影响。试验结果表明，采用粘接手段作为预涂敷方法、氧乙炔火焰作为热源可得到致密、均匀的陶瓷复合涂层。Ni60基／WC复合层的耐磨性优于Ni21基/SiC复合层，且在一定的范围内这2种复合层均随着陶瓷含量的增多而耐磨性提高。当WC含量达到30％时，Ni60基／WC复合层的耐磨性最好，继续增加WC含量耐磨性反而降低。当SiC含量达到4％时，Ni21基／SiC复合层的耐磨性最好，继续增加SiC含量耐磨性反而降低。     

钛合金表面等离子弧熔覆原位自生镍基耐磨涂层的制备及微观结构表征

目的 在钛合金表面制备陶瓷相增强复合耐磨涂层。方法 采用等离子弧熔覆技术,在Ti6Al4V钛合金表面制备了原位自生TiB2、TiC、CrB陶瓷相增强镍基耐磨涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪检测了涂层的物相组成、组织组织以及微区化学成分,采用显微硬度计测试了涂层的硬度。结果 涂层靠近熔合线区域由Ni-Ti树枝晶及枝晶间的共晶组成,在涂层的中上部,大量原位增强相分布于镍基固溶体基体之中。在熔覆过程中,钛合金基材中的Ti元素同熔覆粉末中的B、C元素发生原位冶金反应形成TiB2、TiC增强相,CrB增强相为Ni基熔覆粉末中Cr、B元素反应形成,增强相的形态由各自的晶体结构及熔池凝固热力学与动力学条件决定。涂层的显微硬度得到显著提高,最高达1037HV0.2。结论 采用等离子弧熔覆技术,利用熔池内Ni-Cr-Ti-B-C合金体系的原位冶金反应,可以在钛合金表面制备原位自生TiB2、TiC、CrB增强镍基复合耐磨涂层。同Ti6Al4V基材相比,由于涂层具有大量增强相分布于镍基固溶体的组织特征,其显微硬度得到了显著提高。     

感应熔覆制备镍基合金涂层的研究进展

在实际的工业应用中,大部分工件处于交变载荷、高应力以及强腐蚀的环境中,严峻的服役条件将会大大缩短工件的实际使用寿命。工件表面往往直接接触不利因素,所以工件的整体失效基本是从表面开始。熔覆涂层技术是一种常见的金属材料表面处理技术,可以大幅度改善工件表面性能,且具备生产效率高、生产成本低、可获得大面积熔覆层等优点,受到了人们的广泛关注。熔覆涂层的制备技术主要有激光熔覆、氩弧熔覆、等离子熔覆以及高频感应熔覆。其中,高频感应熔覆技术的应用成本较低。以高频感应熔覆技术为支撑,对高频感应熔覆技术路线进行阐述,主要包括预处理、涂层预制、感应熔覆等,并对各过程中可能对熔覆质量造成影响的因素进行阐述。最后对镍基合金涂层(镍基复合涂层、原位合成制备镍基复合涂层)的制备工艺进行综述,并对制备过程中存在的部分问题及今后的发展方向进行综述。     

氩弧熔覆Fe基复合涂层的组织与性能

利用氩弧熔覆技术,以Ti粉、C粉、Fe粉为原料在Q235钢基体表面上原位合成高硬度复合涂层.采用金相显微镜观察分析涂层显微组织,利用洛氏硬度仪测试熔覆层的硬度.结果表明:熔覆层组织由树枝晶、等轴晶组成,TiC主要分布于晶粒内和晶界处,涂层显微硬度随TiC含量的增加而增大.     

真空熔覆镍基合金涂层中碳化钨颗粒转变行为

以Ni60A自熔合金粉末和镍包碳化钨粉末为原料,利用真空熔覆方法在低碳钢表面制备了镍基碳化钨耐磨复合涂层.研究了真空工艺条件下,镍基合金中碳化钨颗粒的转变行为.试验结果表明,高温下保温时间延长对镍基碳化钨复合涂层的组织影响很大,WC颗粒在镍基体中发生转变,转变的主要特征是WC硬质相边缘转变为针状相,随着高温加热时间的延长,针状相组织面积扩大,转变为针状团簇结构,最终转变为粒状相.结合XRD分析,粒状相为具有复杂立方结构的Fe6W6C相,这种碳化物,显著降低了涂层的硬度.     

等离子熔覆添加碳化钨的铁基合金涂层的研究

为了提高钢铁材料表面的硬度和耐磨性,采用等离子弧在Q235钢基体上熔覆添加50%镍包WC的Fe-Cr-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM、EDS、XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明:Q235钢表面经等离子熔覆形成的复合涂层中,WC颗粒部分溶解于铁基合金,WC颗粒与涂层界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了涂层与WC的界面结合强度.涂层由基体组织γ-Fe枝晶,颗粒状WC、Fe3W3C、Fe6W6C、W2C等相组成,其显微硬度可达560～820HV0.2.     

等离子熔覆镍包WC/Fe-Cr-B-Si复合涂层微观组织

采用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备了镍包WC含量(质量分数)分别为10%、30%、50%的WC/Fe-Cr-B-Si复合涂层。采用OM、SEM、EDS、XRD等手段研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,添加10%镍包WC的涂层中WC几乎全部溶解,而在含30%、50%镍包WC涂层中均存在未溶解的WC,且在复合涂层微观组织演变中发现了明显不同的凝固特征,含10%、30%镍包WC的涂层主要是枝晶和枝晶间共晶的亚共晶组织;而在含50%镍包WC的涂层中是以初晶Fe3W3C为主和过共晶组织。添加10%、30%、50%镍包WC的复合涂层显微硬度分别为560~600、650~800、920~1100 HV0.2,硬度随WC含量的增加而提高。