H13钢激光熔覆TiC/Ni合金复合涂层的组织与耐磨性北大核心CSCD

为提高H13模具钢的耐磨性能,利用激光熔覆技术,在H13钢表面制备了不同Ti C含量的Ti C/Ni基合金复合涂层,通过显微组织观察、硬度测试、滑动摩擦磨损试验方法对H13钢表面激光熔覆的不同复合涂层的组织及耐磨性能进行分析测试。结果表明,Ni60+Ti C激光熔覆涂层中物相主要为γ-(Fe,Ni)、Fe3C、Cr23C6、Ni2Si及Ti C,激光熔覆层具有较高显微硬度,Ti C的加入及含量增加可使熔覆层组织细化,复合熔覆层硬度提高,Ti C含量为30%时熔覆层内平均硬度最大,为873 HV0.2;激光熔覆Ti C+Ni60复合涂层的耐磨性显著高于H13钢基体,随Ti C含量增加而先增加后降低,Ti C含量20%耐磨性较佳;H13钢基体的磨损机制主要以犁削、切削为主,激光熔覆Ti C/Ni合金复合涂层以脆性剥落机制为主。     

激光熔覆H13/TiC复合涂层中TiC的生长机制

采用激光熔覆技术,在H13钢表面制备H13/TiC复合涂层.通过XRD、TEM和SEM对熔覆层中的物相、微观形貌和组成进行表征,研究了不同TiC含量形成的熔覆层中,TiC颗粒的形貌变化.结果表明:随着TiC含量的增加,熔覆层内TiC颗粒由少增多,由分散的不规则的多边形演变为放射状的树枝晶和花状;并对TiC的生长机理进行了初步分析.     

H13钢表面激光熔覆Ni基涂层的组织与耐磨性能

使用Nd∶YAG激光器在H13钢表面制备了Ni基涂层,采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,研究了涂层组织形貌、物相组成和耐磨性能。结果表明,涂层由细小树枝晶和共晶组成。树枝晶主要由γ-Ni固溶体组成,而共晶相由M_(23)C_6、M_7C_3、Ni_3Fe、Ni_3B等组成。涂层表面相对于其他区域,晶粒更为细小且晶粒方向性消失。涂层平均硬度(HV_(0.2))为708.4,是淬火回火态H13钢的1.60倍。不同磨损条件下,激光熔覆层耐磨性能皆优于H13钢;并随载荷、转速增加,涂层表现出更好的耐磨性能。磨损试验表明,涂层主要为磨粒磨损并伴随少量粘着磨损,H13钢主要为粘着磨损并伴随少量磨粒磨损。     

H13 钢表面激光熔覆 H13 合金涂层质量研究

目的研究获得高质量H13激光涂层的工艺。方法以H13合金粉末为熔覆材料,在H13钢退火基体表面制备H13合金涂层,采用均匀设计试验,利用金相法检测涂层的几何形貌参数,得到涂层宽度回归模型,并验证所建立模型的准确性。利用光学显微镜和扫描电镜分析涂层的显微组织形貌,对涂层成分进行分析,通过显微硬度计测试涂层截面的显微硬度分布。对涂层气孔、裂纹和成分偏析进行分析。结果扫描速度22 mm/s,激光功率1300 W,送粉速率21 g/min时,H13合金涂层与基体呈良好的冶金结合,涂层内组织均匀致密,无裂纹缺陷,截面显微硬度约600~699HV,是H13基体硬度的2.4~3倍。扫描速度14 mm/s,激光功率1400 W,送粉速率42 g/min时,涂层的截面显微硬度约为669~698HV,是基体的2.85~3倍。结论在两种工艺条件下,均能获得质量较优的H13合金涂层。     

H13钢激光熔覆Co基与H13合金涂层的组织和性能

在H13钢基体上激光熔覆Co基涂层和H13合金涂层,借助光学显微镜和扫描电镜分析了涂层和基材的结合特征、涂层的显微组织形貌和成分,通过显微硬度计测试了涂层截面的显微硬度分布。结果表明:扫描速度22 mm/s,激光功率1300 W,送粉速率21 g/min时,Co基合金和H13合金涂层均与基体呈良好的冶金结合,涂层的截面显微硬度都高于H13钢基体,且H13涂层的硬度约为Co基涂层的2.5倍。     

TiC对激光熔覆H13-TiC复合涂层组织和性能的影响

为提高热作模具钢的表面性能,在H13钢表面激光熔覆制备了H13-TiC复合涂层,研究了添加不同含量的TiC对H13-TiC复合涂层显微组织的影响,并模拟H13工况,测试了复合涂层的热稳定性、摩擦磨损性能等.结果表明,TiC含量较低时呈现近圆形、菱形等不规则形状;随着TiC含量的提高,呈现棒状、枝晶状等形态;TiC强化相的添加有效提高了材料的热稳定性、耐磨性能,熔覆层的耐磨性比H13基体提高3.5倍.这是TiC陶瓷颗粒在熔覆层中弥散和细晶强化共同作用的结果.     

激光熔覆NiCrMn-WC复合涂层的组织与耐磨性

为了提高高品质液压油缸的耐磨性能,使用45钢作为模拟材料,采用YLR-4000型光纤激光器在其表面进行激光熔覆,制备NiCrMn+WC复合涂层。利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析其显微组织和微观形貌,利用X线衍射仪及能谱分析涂层的相结构和成分,并测量了其硬度以及磨损性能,获得最优的工艺参数。结果表明:激光熔覆层的致密度良好,无明显的孔洞出现;熔覆层硬度较基体的提高3~5倍,且在一定范围内,随着扫描速度的增加以及扫描功率的减少,熔覆层的硬度强化效果明显;硬质相的加入使其表面的耐磨性显著提高,在扫描速度为360 mm/min,功率为2.5 kW,WC含量为30%(质量分数)时,熔覆层的各项性能达到最优。     

H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层组织及高温耐磨损性能

目的 研究NbC颗粒的加入量对H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层的组织、硬度和耐磨性的影响。方法 将Ni60合金粉末与NbC碳化物粉末球磨混合,采用激光熔覆技术,在H13钢基体表面制备不同NbC含量(质量分数分别为0%、10%、20%、30%)增强的NbC/Ni60合金复合涂层。采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪对复合涂层的微观组织和物相进行分析。借助显微硬度计,研究复合涂层的截面显微硬度分布规律。采用高温摩擦磨损试验机测试复合涂层在真空400℃下的摩擦磨损性能。结果 在激光熔覆NbC/Ni60复合涂层中,物相主要由γ-(Ni, Fe)固溶体、Ni₂Si、CrB、Cr₂₃C₆、NbC组成;熔覆层以胞晶和枝晶为主,NbC含量对复合熔覆层组织及形态具有显著影响,加入少量NbC可使熔覆层组织细化;在NbC的质量分数为20%时,大量弥散的Nb C颗粒在枝晶间呈聚集趋势;在NbC的质量分数为30%时,熔覆层中NbC相呈现块状、花瓣状形貌。NbC/Ni60复合涂层的硬度显著高于H13钢基体,随着NbC含量的增加,N...     

激光熔覆WC/Co-Cr合金涂层的组织及耐磨性

采用YAG固体激光器于45钢表面熔覆WC/Co-Cr合金涂层,对涂层的微观组织及界面结构进行了分析。探讨了不同WC添加量对涂层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,涂层主要由CrCo、WC以及W₂C相组成,还含有一定的Co的固溶体以及Cr₇C₃相。涂层微观组织呈大致等轴的细小网状共晶组织,涂层与基体呈冶金结合,表面硬度在1100 HV0.02左右。WC含量对涂层硬度以及磨损性能影响较大,呈显著的磨粒磨损机制。但当WC含量增加到20wt%以后,表面微裂纹增多,脆性增大,对使用寿命有不利影响。     

激光熔覆Ni-Co基合金复合涂层的组织与耐磨性

借助于光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、摩擦磨损试验机等研究了1Cr17Mn6Ni5N不锈钢表面激光熔覆Ni/Co基合金复合涂层的组织与干滑动摩擦磨损性能。结果表明:涂层材料由含35%WC的Ni基合金(Ni35WC)和一定量的Co基合金粉混合构成。激光熔覆Ni35WC+30%Co基合金复合涂层硬度比单一的Ni基合金熔覆层的提高50~70 HV;复合涂层的干滑动摩擦磨损速率相比不锈钢基材的下降约51%,相比Ni基合金熔覆层的下降约25%。干滑动摩擦磨损抗力的提高被认为是固溶强化、细晶强化和硬质点化合物产生的弥散硬化共同作用的结果。     

激光熔覆AlxCoCrCuFeNi高熵合金涂层组织与耐磨性

利用激光熔覆技术在45钢基体表面制备AlxCoCrCuFeNi(x=0.5,0.75,1.0,1.25,1.5)高熵合金涂层,研究了 Al元素含量对涂层组织结构、相组成、硬度及耐磨性的影响规律,重点分析了非平衡凝固快冷条件对高熵合金涂层形核的影响机制.AlxCoCrCuFeNi涂层具有BCC和FCC结构,随Al元素含量的增加FCC逐渐向BCC转变,高熔点Fe,Cr元素偏聚于BCC相中,Cu元素以富Cu相形式存在.涂层硬度随Al含量的增加而增大,合金体系为Al1.5CoCrCuFeNi时硬度达到最大为807.3HV0.2,耐磨性与硬度呈正相关性.激光熔覆非平衡快冷条件抑制了金属间化合物等有序相的形核、生长,有利于高熵合金固溶体相的形成.     

激光熔覆Fe-36Ni因瓦合金涂层的组织与耐磨性研究

利用半导体激光器在45钢表面制备了Fe-36Ni因瓦合金熔覆层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能谱(EDS)对熔覆层的显微微组织进行分析。利用显微硬度计和磨损试验机以及多功能材料表面性能测试仪测试熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:单道Fe-36Ni因瓦合金熔覆层表面光滑,组织均匀致密,多道搭接熔覆层组织在搭接外出现较多裂纹。熔覆涂层物相为Fe_(0.64)Ni_(0.36)和γ-(Fe,Ni)相,保证了因瓦效应的产生;单道与多道熔覆层的平均显微硬度基本相同,分别为395 HV0.2和389.2 HV0.2;单道与多道熔覆涂层的摩擦系数分别为0.508和0.602;单道熔覆层的耐磨性是多道搭接熔覆涂层的3.1倍。     

激光熔覆Ni60-WC+TiC复合涂层的组织和性能

采用激光熔覆工艺在TC4钛合金基体上制备了Ni60-25%WC+10%Ti C复合涂层,并通过场发射扫描电镜(FESEM)、XRD,摩擦磨损试验分析研究了熔覆层的组织和性能。结果表明,熔覆层中主要以树枝状晶为主,在1200 W时熔覆层中出现了一些块状组织,XRD分析表明,熔覆层中产生了Ti C、WC、VC等陶瓷相,另外还形成了Al Ni_3、Al_(0.96)B_(0.04)Ni_3、Cr_2Ti以及C_(0.12)Fe_(1.88)金属化合物,这些相对于提高熔覆层表面硬度非常有利。硬度测试结果表明,熔覆层最高硬度可达1176 HV0.3,比基体硬度提高了322%。摩擦磨损结果表明,在1000 W时由于WC、Ti C等颗粒未熔,导致摩擦过程中硬质颗粒脱落,其摩擦因数甚至高于基体。而随着功率的增大,WC和Ti C等熔化、重新形核并长大,这些硬质相不易脱落,因此其摩擦因数更小,分别是0.18和0.10。     

激光熔覆TiFe/β-Ti复合涂层组织及耐磨性

以Ti85-Fe15合金粉末为原料,利用激光熔覆技术在TA15钛合金表面制得了由β-Ti初生树枝晶和枝晶间TiFe金属间化合物组成的复合涂层,研究了涂层的显微组织及室温耐磨性能.结果表明,该涂层在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能.     

激光熔覆制备B_4C_p/Ni合金复合涂层的组织与性能

对Ni60合金粉末中添加B4C陶瓷颗粒的激光熔覆组织结构和力学性能做了研究。结果表明,加入陶瓷颗粒可增加熔覆层中强化相数量,提高涂层的硬度和耐磨性,在陶瓷颗粒加入量达到15%时效果最好。     

激光熔覆制备B4Cp/Ni合金复合涂层的组织与性能

对Ni60合金粉末中添加B4C陶瓷颗粒的激光熔覆组织结构和力学性能做了研究。结果表明。加入陶瓷颗粒可增加熔覆层中强化相数量，提高涂层的硬度和耐磨性，在陶瓷颗粒加入量达到15％时效果最好。     

氩弧反应熔覆TiC/Ni复合涂层的组织与性能研究

利用氩弧熔覆技术,以Ni60自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料,在45增强相的Ni基复合涂层.利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,利用显微硬度仪测试了熔覆层显微硬度,用自制磨损试验机对比了熔覆层与淬火回火65Mn钢的耐磨性.结果表明,熔覆层成形良好,无裂纹、气孔等缺陷,与基体呈冶金结合;熔覆层的组织为γ-Ni奥氏体枝晶、CrB、TiB2、Cr23C6、Fe23C6及反应合成的弥散分布的球状TiC陶瓷颗粒;熔覆层显微硬度呈梯度分布,且越靠近基体表面,硬度越低;熔覆层具有优良的耐磨性能.     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备出原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对熔覆层组织、成分和物相进行了分析,并测试了熔覆层显微硬度和耐磨性能.结果表明,激光熔覆层与基体呈良好的冶金结合,涂层中无裂纹、气孔等缺陷.涂层组织由γ-Ni、Cr7C3和TiC等相组成,原位自生TiC颗粒多呈菱形,尺寸在1～3μm之间,涂层显微硬度(800～1000 HV0.2)明显高于基体的显微硬度(300 HV0.2).激光熔覆层中存在颗粒强化和细晶强化等多种强化作用,显著提高了H13钢的耐磨性能.     

TiAl合金激光熔覆复合材料涂层耐磨性研究

利用预涂NiCr-Cr3C2复合粉末对γ-TiAl合金（简称TiAl合金）进行激光熔覆处理,制得了以Cr7C3、TiC硬质相为耐磨增强相,以γ-NiCrAl镍基固溶体为基体的复合材料涂层,研究了原始TiAl合金和激光熔覆涂层的室温和高温（600℃）滑动磨损性能,并讨论了原始TiAl合金和所制备涂层的室温和高温滑动磨损机理。结果表明：激光熔覆复合材料涂层均具有较好的室温和高温滑动磨损耐磨性。室温下涂层的耐磨性先随着其中硬质耐磨增强相体积分数的增加而提高,但当耐磨相体积分数过高时,由于涂层脆性增大,其耐磨性反而下降。     

激光熔覆FeCoCrxNiB高熵合金涂层的组织结构与耐磨性

为探究Cr元素对高熵合金涂层组织结构和性能的影响,在45钢基体上用激光熔覆方法制备了FeCoCrxNiB高熵合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度和耐磨测试等方法研究了Cr含量对FeCoCrxNiB激光熔覆高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:熔覆态高熵合金的组织均由先共晶M2B相和共晶组织(面心立方结构相(FCC)+M2B相)组成。随着Cr含量的增加,共晶组织含量增多,M2B相减少,先共晶硼化物形态呈现不规则颗粒状到树枝状再到条块状的变化,共晶组织形貌由蜂窝状向片层状转变。涂层平均硬度随着Cr含量增加逐渐降低,FeCoCr0.5NiB涂层平均硬度最高为860HV0.2。涂层的耐磨性能与硬度呈正相关关系,即FeCoCr0.5NiB涂层耐磨性最高,FeCoCr3NiB涂层耐磨性最低。