激光熔覆钴基合金和Cr3C2/Co涂层的组织性能

运用5 kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Cr3C2／Co涂层．研究了其组织、结构、显微硬度及滑动磨损性能，并用激光熔覆钴基合金涂层(Co50)进行了对比试验。结果表明，Co50涂层的显微组织是以亚共晶方式结晶的枝晶组织,Cr3C2／Co涂层组织为未熔Cr3C2颗粒、长杆状、多边形块状Cr的碳化物及其间的细小的枝晶和共晶组织。Co50涂层的主要组成相是．γ-Co及(Cr，Fe)7C3，Cr3C2／Co涂层的主要组成相为．γ-Co，Cr7C3．Cr23C6和Cr3C2等。激光熔覆Cr3C2／Co涂层比Co50涂层具有更高的硬度和耐磨性。     

钛合金表面激光熔覆Cr3C2/Ni基合金复合涂层的微观组织

将质量分数为25％的Cr3C2／Ni基合金混合粉末预置在TCA合金表面，利用5kW横流CO2激光器进行激光熔覆试验，得到Ni基Cr3C2复合涂层．利用SEM和XRD对熔覆层的微观组织和相组成进行了分析，采用HXD—1000T数字式显微硬度计测量了熔覆层的硬度．结果表明，Ni＋Cr3C2复合涂层存在γ-Ni、TiC、CrTC扑M23（C，B）6和CrB等相，熔覆层硬度在600～900HV之间．     

等离子喷涂参数对镍基合金涂层组织及冲蚀磨损性能的影响

采用SEM、XRD、LSCM和冲蚀磨损试验机研究了等离子喷涂参数(氢气流量HFR、喷涂电流I)对Ni60涂层组织与冲蚀磨损性能的影响。结果表明,Ni60涂层主要由γ-Ni、Ni3B、Cr2B、CrB、M7C3、M23C6相构成;增加HFR、I有利于减小涂层中层片厚度,增加涂层结晶度、平均晶粒尺寸、微观应变量及残余应力,提高涂层显微硬度及抗冲蚀磨损性能。但过大的HFR、I(15ft3/h、600A)导致涂层孔隙率增加,显微硬度及抗冲蚀磨损性能降低。等离子喷涂参数HFR=12.5ft3/h、I=500A时,在小角度冲蚀条件下,Ni60涂层具有更高的抗冲蚀磨损性能。     

激光熔覆Cr3C2/Fe复合涂层的组织与磨损性能

采用5kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Fe基合金涂层（Fe55）及添加20%Cr3C（2质量分数）的Fe基合金复合涂层（Cr3C2/Fe）,研究了两种涂层的组织结构、显微硬度及耐滑动磨损性能。结果表明,Fe55涂层以亚共晶方式结晶,在初生柱状固溶体枝晶间存在大量的网状共晶组织。Cr3C2/Fe涂层中Cr3C2大部分溶解,原Fe55涂层中初生柱状固溶体枝晶产生等轴化,枝晶组织也明显细化。激光熔覆Fe55涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,Cr3C2/Fe涂层的主要组成相为γ-Fe;α-Fe,Cr23C6以及未熔Cr3C2。激光熔覆Cr3C2/Fe涂层的硬度和耐磨性明显优于Fe55涂层。     

等离子喷涂NiCr/Cr_2C_3、Ni/C及其复合涂层的耐磨性能

为了加强车辆机械零件的表面防护,采用等离子喷涂工艺在304N不锈钢表面分别制备了NiCr/Cr_2C_3涂层、Ni/C涂层以及NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层,观察了涂层组织形貌,测试了涂层硬度和耐磨性,分析了涂层的摩擦磨损机理.结果表明,3种涂层中NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层的耐磨性能最好.金属粘结相NiCr可以起到足够的支撑作用,从而防止涂层剥离与黏着磨损的产生.Ni/C作为固体润滑剂,通过自润滑作用降低了涂层的整体摩擦系数.     

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.     

冷作模具钢激光熔覆Ni基合金组织和性能研究

为提高Cr12MoV模具钢硬度和耐磨性,研究采用激光熔覆技术在其表面制备Ni基合金.研究结果表明,涂层显微组织为异向生长的树枝晶,涂层相结构为γ-(Fe, Ni)、Cr₇C₃、BNi₂以及Ni-Cr-Fe相.由于细晶强化、固溶强化和第二相强化作用,使熔覆层平均硬度比基体硬度提高了175%.涂层摩擦系数为0.2,明显小于基体(0.4),涂层的磨损体积较基体提高1个数量级.     

炮钢表面电火花沉积Cr涂层的性能研究

用电火花沉积技术在炮钢表面沉积Cr涂层,研究了涂层的硬度与摩擦磨损性能、高温抗氧化性及耐腐蚀性。结果表明:Cr涂层的硬度较基材提高了近50%,摩擦系数(0.22～0.27)明显小于炮钢的摩擦系数(0.78～0.86),磨损机制主要是微切削磨料磨损;Cr涂层在850℃氧化100h后仍具有优良的抗氧化性,其原因是Cr涂层表面生成致密的Cr2O3氧化物膜;在同一电极电位下,Cr涂层在3.5mass%NaCl溶液中阳极溶解电流密度降低近1个数量级。     

H13模具钢等离子熔覆WC/Ni基复合涂层研究

以Ni60+35%WC合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术,在H13模具钢基体上熔覆WC/Ni基复合涂层。借助SEM、XRD分析涂层的显微组织;利用显微硬度计测试涂层的显微硬度;通过环-块磨损实验在MM-200磨损试验机上评估涂层的耐磨性能;采用线性极化法研究涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明:涂层组织均匀细小,主要由γ-(Ni,Fe)树枝晶以及枝晶间的γ-(Ni,Fe)与Cr23C6、Fe3W3C形成的共晶结构组成,在涂层底部分布有WC增强相;涂层的显微硬度可达590~650HV0.3;在室温干滑动磨损条件下,涂层的耐滑动磨损性与基体相比提高了1倍以上。在3.5%NaCl溶液中,涂层的耐腐蚀性能优于H13钢基体。H13钢经等离子熔覆WC/Ni基复合涂层后耐磨性能、耐蚀性能得到提高,可用于H13钢制模具的表面磨损修复。     

激光熔覆Fe+B4C复合涂层的组织及耐磨性

利用激光器在SPHC钢基材表面激光熔覆w(B4C)=5%的Fe基复合涂层(Fe B4C),对熔覆层的组织形貌及耐磨性进行分析,并与铁基合金涂层(Fe55)作对比研究.结果表明,Fe55熔覆层主要为有明显方向性的柱状枝晶组织,由α-Fe枝晶固溶体与枝晶间共晶组织(α-Fe Cr23C6)组成;加入B4C后,改变了铁基熔覆层的凝固特征,Fe B4C熔覆层主要由组织均匀、无明显生长方向性的α-Fe杆状枝晶固溶体与其间的共晶组织组成,共晶化合物相明显增多,主要有Fe2B,CrB,Cr23C6,Cr7C3,Fe3(B,C)等.Fe B4C复合涂层的硬度及耐磨性比Fe55涂层明显提高.     

APS/HVOF热喷涂WC基金属陶瓷涂层的微观组织与性能

WC基涂层由于具有较高的硬度、优异的耐磨性、较好的抗腐蚀性,广泛应用于石油等工业中提高零件的磨损和腐蚀性能。随着现代化工业中工件服役环境日趋复杂,对制备性能优异的WC基涂层要求越来越高。在热喷涂技术中,热喷涂大气等离子热喷涂(APS) 喷涂温度范围广,可以提高至数万温度,在喷涂难容材料方面具有无与伦比的优势,而超音速火焰喷涂(HVOF)由于具有较高的焰流速度,粒子动能较高,同时由于喷涂过程中N2等冷却喷涂材料,近来在涂层制备中具有广泛的应用。本文利用APS与HVOF两种热喷涂方法在45钢表面制备WC-10Co-4Cr、WC-17Co两种涂层,对不同方式制备的涂层截面硬度、金相组织、与基体结合能力、涂层脱碳情况进行分析。结果表明：HVOF 涂层在喷涂中粒子未充分熔化,但粒子动能较高,表面相比于APS喷涂方式更加平整,与基体的结合性能好于APS制备的涂层。通过HVOF制备的两种涂层的孔隙率均低于APS制备的涂层,其中HVOF 制备的WC-17Co具有最小的孔隙率(0.65%)。此外,HVOF涂层的硬度均高于APS制备的涂层,由于具有较少的粘结相,通过HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层具有最高的截面硬度。相比于HVOF,APS具有较高的喷涂温度和较低的焰流速度导致涂层在喷涂过程中氧化脱碳现象较为严重,出现大量的W2C及少量的Co3W3C、Co6W6C等脆性η相。因此,HVOF更适合于喷涂WC-10Co-4Cr、WC-17Co两种涂层。     

等离子喷涂Ni_5Al-Al_2O_3复合涂层的组织结构与性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在50V/700A工艺参数下制备Ni_5Al-Al_2O_3复合涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对涂层的组织结构进行了表征。结果表明:涂层与基体为机械结合,涂层呈层片状结构,孔隙率为9.84%;涂层主要以亚稳相γ-Al_2O_3为主并含有一定量Ni-Al化合物以及Ni单质,涂层组织间的硬度存在差异。     

激光熔覆Ni+Cr_2O_3复合涂层的耐蚀性

研究了激光搭接熔覆Ni+Cr2 O3复合涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 +0 .5mol/LNaCl水溶液中的电化学行为 .试验表明Cr2 O3粒子在激光熔池中发生了完全溶解 ,涂层具有胞状枝晶组织特征 .激光熔覆Ni+Cr2 O3复合涂层比单一熔覆Ni合金涂层和 2Cr13马氏体不锈钢基材具有更低的维钝电流密度和更宽的钝化区范围 ,明显改善了在该腐蚀介质中的抗点蚀能力 .     

热喷涂涂层与电镀层的结合与界面

为提高热喷涂涂层与电铸层间的结合强度,分别选用QAl9-2、Ni95Al5和0Cr25Al5等3种自结合材料做过渡层,沉积在电弧喷涂3Cr13涂层与电铸Ni层之间.结果表明,Ni95Al5过渡层的效果最好,可提高涂层体系结合强度至少一倍,QAl9-2与0Cr25Al5过渡层的效果次之.借助于扫描电子显微镜,分析了热喷涂涂层与电铸层界面的微观组织,研究了过渡层的强化机制.在该涂层体系中,自结合涂层与电铸镍层发生冶金结合,自结合涂层的自由表面为后续沉积的3Cr13涂层提供了极好的机械结合界面,保证了涂层体系的可靠结合.     

沉积参数对CVD的TiN涂层性能影响

CVD TiN 涂层硬度随沉积温度和气体总流量的增加而增加。沉积温度高于1323K,Cr12M_0V 基体表面生成的是 Ti(C,N)复合涂层。其硬度和粘附性能均高于 TiN 涂层,最高维氏硬度达到3363kg/mm~2。Gr12MoV 基体,沉积金黄色、粘附性能好,维氏硬度高达2000—2500kg/mm~2。TiN 涂层最佳沉积条件是:TiCl_4蒸发温度313K,1:2N—H 摩尔比,1323K 沉积温度和2400Cm~3/min 气体总流量。(220)方向择优成长,随气体线速度增加或沉积温度升高而增加。     

超音速火焰喷涂两种WC-17%Co涂层的组织和性能研究

采用超音速火焰喷涂法制备纳米和普通WC-17%Co涂层,借助于SN-3400型扫描电镜(SEM)、D8型X射线衍射仪(XRD)、HXD-1000TM型显微硬度计、SHT4605型拉伸试验机和TRB型球盘磨损试验机对涂层组织结构、相组成、显微硬度、结合强度及耐磨性能进行了分析.结果表明,两种WC-17%Co涂层形成过程中WC发生了分解,并形成了W2C、W和CoxWyCz(Co3W3C、Co3W9C4)等一些新相,纳米涂层的组织形态明显好于普通涂层,组织晶粒细小,WC晶粒保持在120~150 nm的纳米尺度范围;纳米涂层的显微硬度、结合强度和耐磨性都高于普通涂层,相比之下,纳米涂层的显微硬度、结合强度比普通涂层高出近30%,在相同的试验条件下普通涂层的磨损体积是纳米涂层的2倍.     

钢表面ZrO2陶瓷纳米等离子喷涂

采用等离子喷涂技术在20Cr钢表面等离子喷涂纳米ZrO2涂层,并用1Cr18Ni9作中间梯度涂层,用以制造特殊管状绝热体.利用SEM方法研究了梯度涂层的结构和显微组织,通过摩擦磨损试验对涂层的耐磨性能进行了分析,用热震法研究了涂层和基体的结合力,并用有无热障涂层的箱体进行实际模拟对比试验,测试了涂层的隔热性能.研究结果表明,ZrO2纳米陶瓷层和1Cr18Ni9梯度层可以形成良好的机械结合;喷涂后的试样表面显微硬度显著提高,耐磨性比GCr15轴承钢提高2.84倍;纳米陶瓷梯度涂层使20Cr钢的隔热性能和抗高温氧化性能显著提高.     

Ti对激光熔覆铁基合金涂层组织和耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在低碳钢表面制备Fe基合金涂层（Fe50）和添加1％（质量分数）Ti粉的Ti／Fe50涂层,分析研究两涂层的相结构、显微组织、硬度及耐磨性。结果表明：激光熔覆Fe50涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,其组织由柱状枝晶固溶体及其间网状分布的共晶组成;添加质量分数为1％的Ti后,涂层中除了α-Fe和Cr23C6相,还含有γ—Fe相,组织明显等轴化、均匀化;与Fe50涂层相比,Ti／Fe50涂层耐磨性提高了20％以上。     

等离子弧喷焊纳米Y2O3/Co50复合涂层的研究

运用光学金相、扫描电镜(SEM)、X射线衍射（XRD)和磨粒磨损机等仪器,研究了纳米-Y2O3／Co50涂层的组织、结构和耐磨性。结果表明：喷焊层主要由树枝晶和其间共晶组成。未加纳米Y2O3的喷焊层主要由γ-Co和(Cr,Fe)7C3组成;加入纳米Y2O3,的喷焊层主要由γ-Co,Cr,Fe)7C3和Cr23C6组成。加入0．8％纳米Y2O3,喷焊层的耐磨性有所提高。     

Cr12MoV冷作模具钢TD处理后VC涂层的组织和性能

利用热辐射(TD)处理方法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备了碳化钒(VC)涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、EDS分析了对涂层显微组织与结合界面V和C元素的分布,研究了VC涂层结合界冶金结合方式;用显微硬度计和划痕仪测得其表面显微硬度和结合强度,并对VC涂层在Cr12MoV冷作模具钢表面形成的微观机理进行了分析.结...