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.     

扫描速度对45钢表面激光熔覆层形貌及性能的影响

利用CO2激光器及SLC-2025D数控加工机床,改变激光的扫描速度,采用同步送粉法在45钢基体上熔覆NiCrSiB合金.用体视显微镜观察熔覆层形貌,测量熔覆层的几何尺寸;用扫描电镜观察熔覆层各个区域的显微组织形貌;用显微硬度计和M273电化学测试系统测试熔覆层的显微硬度和耐蚀性能.结果表明:随着扫描速度的增加,熔覆层的熔宽与横截面面积呈下降趋势;熔覆层的树枝晶细化,平面晶宽化.随扫描速度的增加熔覆层的耐蚀性能由于晶粒的细化而趋于良好.熔覆层显微硬度是基体的3~4倍.随着扫描速度的增加,熔覆层中颗粒相和合金元素的偏析减少,使硬度有所降低.     

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.     

氩弧熔覆镍基自熔合金的工艺研究

采用氩弧熔覆工艺在Q235钢基体上获得了F102Fe镍基合金熔覆层.测试了涂层的硬度和耐腐蚀性，借助光学金相显微镜、扫描电子显微镜观察其显微组织，进而对熔覆工艺、合金组织及熔覆层性能之间的关系进行详细阐述.研究结果表明，采用氩弧熔覆工艺可以在Q235钢基表面上获得与基体结合良好、组织细密、具有较高硬度和耐蚀性的F102Fe合金熔覆层.在相同的情况下，增加电流强度或减少熔覆层的厚度，组织由共晶向亚共晶转变；随熔覆层的硬度、耐蚀性降低，塑性有所改善.     

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。     

40Cr曲面基体激光熔覆W6Mo5Cr4V2性能

为了利用激光熔覆技术实现模切机刀辊刀刃的增材制造,以曲率半径、熔覆轨迹、搭接率等为影响因素,在40Cr曲面基体上进行W6Mo5Cr4V2粉末的多道激光熔覆正交试验研究,并对熔覆层的残余应力、显微硬度以及显微组织结构进行分析。结果表明,保护气流量对残余应力变化影响显著,当工艺参数为激光功率1 800 W、扫描速度10 m/s、保护气流量400 g/min、曲率半径60 mm、搭接率30%、周向熔覆时,残余应力达到最小值。当残余应力满足成形要求时,显微组织的结晶形态从熔覆层顶部到结合区由平面晶向树状晶发展,熔覆层没有缺陷且与基体实现了良好的冶金结合。同时,显微硬度值从基体到熔覆层顶部呈阶梯状增长式分布,熔覆层的显微硬度平均值均在60HRC以上,满足模切机刀辊刀刃的硬度要求。     

单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

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．     

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.     

Q345钢等离子弧熔覆铁基合金涂层组织分析

在Q345钢基体上采用等离子弧熔覆Fe-Ni-Cr-B-Si和Fe-Cr-B-Si两种铁基粉末涂层,制备具有冶金结合的耐磨涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究熔覆层的组织,采用X射线衍射仪对涂层进行物相分析,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:Fe-Ni-Cr-B-Si熔覆层主要为柱状γ-Fe,局部区域为α-Fe和碳化物的网状的共晶组织;Fe-Cr-B-Si熔覆层组织主要为胞状晶,局部区域为网状的共晶组织。两种熔覆层与基材均实现了熔化冶金结合,熔覆层与母材呈联生方式长大,熔覆层的显微硬度可达500~570HV0.2,母材热影响区组织为马氏体和珠光体。     

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.     

扫描速度对激光熔覆Ni60涂层组织性能的影响

运用激光熔覆技术在Q235钢表面熔覆Ni60合金,研究了不同扫描速度对熔覆层的显微组织、硬度和耐磨损性能的影响。实验表明,随着扫描速度的增加,激光熔覆层的硬度和耐磨性得到改善。     

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。     

NbAl_3强化Al-Nb熔覆层的组织与性能

为提高铝基体的耐磨性,采用预敷铌和铝混合粉后进行双氩弧熔覆,在不同氩弧电流下制备Al-Nb熔覆层。金相分析及显微硬度与耐磨性测试表明,熔覆层由α-Al、NbAl_3和少量Nb组成。分析了枝晶组织中与富Nb区边缘的NbAl_3相形成机理。氩弧电流增大使NbAl_3相和树枝晶组织减少,α-Al固溶体增多,熔覆层的显微硬度和耐磨性下降。氩弧电流为100A时,熔覆层的显微硬度均值最高,耐磨性最好。     

铜表面Ni-Cr合金激光复合熔覆技术的研究

为了提高铜板表面的耐磨性,利用激光复合熔覆的方法在铜板表面熔覆Ni-Co-Cr合金。采用常规激光熔覆技术,很难在铜板表面形成具有良好冶金结合的熔覆层。我们使用微弧沉积的方法在铜板表面形成一薄层,再采用激光熔覆的方法来制备一定厚度的熔覆层。对样本进行微观组织分析和耐磨性对比试验,从显微组织中可以看出,微弧沉积层和基体材料形成紧密的冶金结合,显微组织照片表面,熔覆层组织变得更加紧密,熔覆层的晶粒主要由细化晶粒γ-Ni、Cr7C3 and CrB构成。熔覆区域的显微硬度可达650HV～850HV,远远高于铜基材的硬度,熔覆层具有良好的表面粗糙度。实验结果表明,采用激光电弧复合熔覆的方法能够在厚铜板表面形成与基体冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层。     

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。     

铁基自熔合金等离子熔覆层的微观组织及强化机理研究

采用金相显微镜(OM)、附带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)技术及显微硬度分析手段研究了铸铁表面铁基自熔合金粉末等离子熔覆层的微观组织及强化机理.结果表明,采用等离子熔覆技术,铁基合金粉末可在铸铁表面获得与基体冶金结合良好、无裂纹的强化层.熔覆层微观组织主要由近似于六方形或板条状、U形、L形或H形的初生(Cr,Fe)7C3相及短杆状、小块状或颗粒状的(Cr,Fe)7C3共晶碳化物、α-(Fe,Cr)和Fe3C组成,熔覆层与基体界面为细小的共晶莱氏体组织.熔覆层显微硬度可达600~1200HV0.2,熔覆层中高硬度的(Cr,Fe)7C3相、Fe3C相的存在、大量Cr、Si溶质原子溶入基体引起的固溶强化和快速加热及快速冷却产生的细晶强化是熔覆层得以强化的主要原因.     

激光熔覆Co基合金/MoSi_2复合涂层显微组织分析

在304不锈钢表面预置Co基合金和MoSi2混合粉末,采用激光熔覆技术制备Co基合金/MoSi2复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X衍射仪对熔覆层显微组织进行分析,并测试其显微硬度.结果表明熔覆层与基体呈良好的冶金结合.熔覆层中存在两种明显不同的凝固特征：一是MoSi2的添加量在0～20%之间,涂层组织主要由柱状树枝亚共晶和枝晶间共晶组成;二是MoSi2的添加量在30%～80%之间时,涂层组织主要是形貌各异的小平面树枝过共晶组成如竹叶状、星状、蝴蝶状、花瓣状等.其中Co基合金/40wt.%MoSi2复合涂层的平均显微硬度达到最大值1 455 HV0.2,是基体材料的4.9倍.     

宽带送粉激光熔覆ZrO_2/Ni60A复合涂层组织及硬度分析

在304不锈钢外圆表面使用激光熔覆镍基氧化锆金属陶瓷粉末,对激光工艺参数进行优化,制备工艺性能良好的熔覆层.研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织和硬度分布的影响.结果表明：激光功率为1.5 kW时为佳;随扫描速度增大,熔覆层的组织有细化的趋势;通过优化扫描速度,可得到显微硬度值较高,且沿熔覆层表面的垂直方向的硬度分布变化不大的熔覆涂层.     

工具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织及性能

通过送粉式激光熔覆在碳素工具钢(T10钢)表面制备了Co基合金熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析其微观结构和相组成。结果表明:熔覆层中主要有γ-Co相以及其他相,包括Cr23C6、Co7W6和CrNi。从熔池与基体界面到熔覆层表面存在不同的凝固形态,依次为平面晶(在界面处)、胞状晶和树枝晶。微观组织较细的树枝晶强化了熔覆层,因而激光熔覆层的显微硬度增加,耐腐蚀性提高。