真空熔覆WC颗粒增强复合涂层中WC溶解行为的研究

研究了真空熔覆条件下三种不同成分镍基WC复合涂层中WC颗粒的溶解行为.结果表明:Ni60A-WC复合涂层中,WC的溶解从边缘发生,以复合碳化物Fe6W6C的析出为主;Ni25B-WC复合涂层中,WC溶解方式表现为整体的"疏松分离"、部分WC的桥接及团聚;Ni22AA-WC复合涂层中,WC仅发生局部的疏松溶解.WC中W,C和基体中w,C含量的浓度差大,基体中Cr,Fe含量高,都会加速WC颗粒的溶解行为.     

WC颗粒在堆焊过程中溶解机理的研究

研究了WC／Ni3Al表面强化功能复合材料的制备及WC颗粒的溶解机理。在堆焊过程中，WC／Ni3Al复合材料焊条中的WC直接溶解进入基体中，然后析出W2C，而非WC分解成W2C然后溶解。当焊条中含5％(质量分数)WC时，部分Al被氧化，WC溶解，析出W2C，形成碳化物包裹氧化物的球形复合析出物，基体转化成Nb(AlTi)C，形成碳化物包裹氧化物／金属间化合物的复合材料。随着WC含量增加，Al氧化减少。当焊条中的WC含量达到30％时，焊层中的Al不被氧化，表面层中的大部分WC颗粒溶解，析出针状W2C，形成碳化物／金属间化合物复合材料，耐磨性可达45钢的3倍以上。     

Ni60A/WC激光熔覆涂层表面抗蚀行为

牙轮钻头是钻井设备的重要部件,易受到磨损与腐蚀.为了增加牙轮钻头的工作时效,可在其表面激光熔覆强化层.本研究利用YLS-2000型激光器在牙轮钻头材料15CrNiMo钢表面分别制备了Ni60A熔覆层,以及5％、15％、25％(质量分数,下同)WC增强的Ni基涂层.采用SEM和EDS等方式分析了熔覆层的显微组织及元素分布;利用XRD分析了各Ni60A/WC涂层的物相组成,使用CHI660E型电化学工作站测试了Ni60A/WC涂层的耐腐蚀性能.研究WC含量对Ni60A/WC熔覆层的微观组织与耐腐蚀性能的影响;讨论Ni60A/WC熔覆层与基体在不同pH值腐蚀液中的腐蚀行为.结果表明:随着WC含量的增多,涂层组织出现微区定向凝固;各涂层中均出现了γ(Fe,Ni)以及M23 C6、M6 C等金属间化合物;相比于基体,在不同pH值腐蚀液中,Ni60A/WC涂层的自腐蚀电流密度降低了1～2个数量级,具备良好的耐腐蚀性能,但其耐腐蚀性与WC的添加量呈负相关;富H+、OH-环境促使钝化膜由低价氧化物转变为高价氧化物.     

WC量对发动机用Ti600表面激光熔覆Ni60A涂层性能的影响

在Ni60A粉末内加入10%、20%与30%不同质量分数WC颗粒,利用激光熔覆方法在发动机用Ti600基底表面形成Ni60A/WC涂层,通过实验测试手段分析WC量对涂层组织及性能的影响。研究结果表明:形成了具有同样成分的Ni60A涂层,析出了等轴晶、长条形、环状组织。在Ni60A涂层内加入20%的WC之后,获得了更致密的Ni60A涂层,表现为明显的网篮型组织形态,此时形成了许多细小的TiC晶粒,并且TiB比例大幅提高。加入WC情况下,形成的Ni60A涂层硬度明显增加。加入30%Ni60A/WC后,获得了最大硬度的Ni60A涂层,与基底相比提高了近2倍。由此表明,Ni60A涂层相对于基底组织发生了硬度的大幅提高。加入WC后,摩擦系数减小到0.6以内,磨损量减小到1.0 mg以内,表明Ni60A/WC可以发挥良好减摩效果。在试样表面形成了许多鱼鳞外形的碎屑,加入Ni60A/WC后可以使Ni60A涂层获得更强的耐磨能力。     

45钢表面Ni/WC复合熔覆层的形成机制

采用真空熔覆技术在45钢表面制备Ni +WC复合熔覆层并进行阶段性取样,研究镍基复合涂层的形成机制。结果表明：在45钢表面生成与基体冶金熔合、WC硬质颗粒分布均匀的Ni基复合熔覆层。整个熔覆层由4 mm厚的复合层、1 mm厚的过渡层、20 μm厚的扩散熔合区以及250 μm厚的扩散影响区组成。复合层区由WC和分解形成的富W复相碳化物包围在Ni颗粒周围组成;复合熔覆层的主要组成相有γ-Ni固溶体、Cr₇C₃、Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36、Cr₂₃C₆、Ni₃Fe、Ni₃Si、Ni₃B、W₂C以及C等;真空熔覆过程包括：镍基合金颗粒达到熔点(900℃)前升温阶段颗粒间微烧结颈的形成、升温达到熔点(1020℃)开始的镍基合金颗粒熔融以及保温阶段(1060℃)的熔合扩散与WC颗粒微区位置的调整。     

激光熔覆(WC+W2C)p/Ni基合金复合涂层的微观结构特征

运用XRD、SEM及显微硬度试验等手段研究了激光熔覆Co包铸造（WC W2C）p增强Ni基合金复合涂层的微观组织特征，分析了Co包铸态（WC W2C）p 在激光熔覆过程中的冶金行为，研究结果表明：在激光熔覆过程中，（WC W2C)p的Co包覆层完全熔化，（WC W2C）p本身也发生部分熔解，其稳定性随W2C/WC比增大而降低；当熔池凝固时，（WC W2C）p在涂层中的分布主要受激光熔池中存在的强烈对流和颗粒/凝固前沿相互作用所控制；依赖于局部成分，涂层中形成变成分的η1-M6C（M=Co、W、Ni)型碳化物，优先分布（WC W2C）p表面；涂层基体的典型组织由分布在γ-Ni M23C6为主加硼化物Ni4B3、Ni3B和碳化物M7C3的伪多元共晶中的η1-W6C组成。     

激光熔覆WC/Ni基复合涂层高温滑动干摩擦磨损性能

利用激光熔覆技术制备微米团聚和块状两种不同类型WC/Ni基复合涂层。在MMG-10型摩擦磨损试验机上对涂层进行高温滑动干摩擦磨损实验,并用SEM和EDS对涂层进行磨损形貌观察和成分分析。结果表明,激光熔覆WC/Ni基复合涂层高温磨损性能随着WC含量增加而提高,WC形态为微米团聚质量分数为60%的复合涂层具有优良的高温耐磨性能。高温下60%WC/Ni基复合涂层主要磨损机制由低温下的磨料磨损转变为氧化磨损和磨料磨损复合作用。     

WC和Nb对氩弧熔覆Ni60+WC+Nb合金层组织和耐磨性的影响

采用氩弧熔覆工艺在4Cr13钢上分别熔覆Ni60、Ni60+WC和Ni60+WC+Nb系合金。比较各种材料熔覆层的显微组织、显微硬度和耐磨性。结果表明,材料的表面硬度和耐磨性等都随WC含量的增加得到很大地提高,而Nb含量的增加对硬度和耐磨性的影响不明显。     

稀土对真空熔覆Ni基/WC涂层组织结构的影响

以往对稀土Ce La影响真空熔覆Ni基/WC涂层的探讨较少.采用真空熔覆的方法在45钢上获得添加有稀土的Ni基/WC复合涂层,借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层的显微组织、化学成分和相结构.结果表明:稀土的加入改善了真空熔覆Ni基/WC复合涂层的组织,消除了针状相,使组织更加均匀致密;稀土还降低了Ni基/WC涂层各组成相中Fe元素的含量,减缓了Fe原子对Ni基合金涂层的"稀释"作用;稀土还使真空熔覆Ni基/WC涂层的(Ni,Fe)固溶体基体部分转变成了(Ni,Cr,Fe)固溶体基体,并析出了新的第二相NiB.     

Ni60A+20WC于水刀喷嘴耐磨层的应用工艺

采用高频感应熔覆技术以提高高压水刀喷嘴的耐磨性能,本实验选用304不锈钢板作为基体材料,Ni60A+20%WC合金粉末作为熔覆层材料;分别采用高频感应加热设备、电火花成型机和小孔机对试件进行加热、熔覆并加工到规定尺寸.采用扫描电子显微镜观察试件的微观组织,发现涂层和基体之间产生了扩散层;采用X射线衍射仪分析涂层相结构,涂层中存在的强化相有WC、Fe_3Ni_2、W2C、Cr_3C_2、Cr_2Ni_3等;摩擦学性能测试实验表明涂层材料大大提高了水刀喷嘴的耐磨性;显微硬度实验表明WC极大地提高了涂层的硬度,其平均值约为1 000 HV0.1,基体约为190 HV0.1.在水刀喷嘴内孔成功制备了WC增强Ni基熔覆层,该熔覆层光滑平整,表面无明显缺陷,与基体实现冶金结合,性能优异.     

WC耐磨颗粒合金复合涂层的制备与性能

为了研究WC含量对涂层性能的影响,在不同的WC质量分数下,利用真空熔覆法在Q235A钢板表面制备Ni60-WC复合涂层,研究了不同WC含量的Ni60-WC复合涂层的显微硬度和耐蚀性能。结果表明:显微硬度沿层深方向变化平缓,在界面处无明显阶梯跳跃;复合涂层材料有着优良的耐稀硫酸、稀盐酸腐蚀的性能,起到了保护基体材料的作用。     

搭接对激光熔覆Ni60合金涂层组织影响的研究

通过激光熔覆在45#钢基体上获得了质量良好的单道和多道搭接的Ni60合金涂层.研究了搭接对激光熔覆Ni60合金涂层显微组织的影响.结果表明,单道熔覆涂层中M7C3型碳化物形貌为树枝状,尺寸较小;多道搭接涂层中M7C3型碳化物形貌为不规则的块状、针状、串珠状等,且尺寸粗大.     

2205钢表面激光熔覆Ni基+WC合金涂层的研究

采用激光熔覆技术在2205双相不锈钢表面制备Ni基与WC合金熔覆层,并对添加不同WC含量的合金粉末在相同激光熔覆工艺参数下的合金熔覆层进行成分和性能分析,探讨不同WC添加量对熔覆层微观组织、耐腐蚀性能及硬度的影响。研究结果表明:激光熔覆层与基体之间获得了良好的冶金结合,熔覆层与基体元素有较好的对流和扩散;熔覆层的耐腐蚀性能随WC添加量的增加呈负相关,在WC添加量为15%时,熔覆层的耐腐蚀性能最差;熔覆层的硬度值从熔覆层至基体呈梯度降低趋势,熔覆层硬度约为基体硬度的2~3倍,而单一熔覆Ni基WC合金层硬度值变化较大。     

Ni基WC合金3D激光熔覆工艺研究

以正交实验规则设计3D激光熔覆试验来研究不同工艺参数对熔覆指标的影响,实验表明,WC添加量对熔覆层硬度、抗磨性影响最大,激光功率影响稍次之,激光扫描速度影响次之,送粉速度影响最小。对熔覆层组织分析表明,随WC添加量增多,更易生成CrB、W2B等硬质相,未分解的WC颗粒也越多,粘结相Ni枝晶越细小。激光熔覆Ni基WC合金涂层表面摩擦磨损特性表现为以磨粒磨损为主,塑性变形、粘着磨损和磨粒磨损相结合。     

激光熔覆Ni基WC复合熔覆层组织与性能的研究

通过激光熔覆的方法在Cu-Cr-Zr三元铜合金表面制备Ni60添加不同含量WC颗粒的合金熔覆层。熔覆层的微观组织结构、化学成分、物相组成分别由SEM、EDS、XRD进行表征;显微硬度、耐磨性和耐蚀性也分别由硬度试验机、干滑动摩擦磨损试验机以及电化学工作站进行测试。结果显示,在合适的工艺参数下,可以得到冶金结合良好,没有缺陷,组织均匀且致密的激光熔覆层。含WC的熔覆层组织中,主要含有Cr7C3、Cr23C6、CrB、NiSi3、γ(Ni,Fe)、W2C、Cr2W4C、WC等相。熔覆层平均硬度可达基体的7倍以上,并且随WC含量增加逐渐增加。熔覆层耐磨性随WC含量增加也逐渐提高,摩擦系数和磨损量均下降明显。熔覆层的耐蚀性随WC含量的增加先提高,后降低,其中WC含量为15%时熔覆层的耐蚀性最好。     

激光熔覆制备Ni60−WC−Co复合涂层工艺与性能研究

目的 提高机械设备用06Cr19Ni10钢的性能,采用激光熔覆制备Ni60?WC?Co复合涂层。方法 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验仪,研究了不同激光功率对复合涂层的微观形貌、硬度和耐磨性的影响。结果 随着激光功率增大,复合涂层与基体之间紧密结合,致密均匀,球形WC颗粒均匀分布于复合涂层中,硬度、磨损量均先增大后减小;当激光功率过大时,复合涂层中WC颗粒增多,且部分WC颗粒发生热分解,生成的气体产生气孔。复合涂层物相主要由WC、W2C、γ?Ni、FeNi3、FeCr0.29Ni0.16C0.06、CoCx、Co3B2等相组成,复合涂层由顶部的树枝晶、中部的等轴晶和底部的柱状晶组成;当激光功率为1.5 kW时,硬度最高,磨损量最小,耐磨性最佳,磨损表面无明显磨损沟槽,主要呈磨粒磨损。结论 最优激光功率为1.5 kW,在此工艺下制备的Ni60?WC?Co复合涂层,可以提高机械设备用06Cr19Ni10钢的硬度和耐磨性。     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

采用预置粉末法在45钢表面进行激光熔覆镍基Ni60A+x%(SiC+Ti)(质量分数,下同)复合粉末涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:复合粉末通过原位反应生成弥散分布的TiC颗粒增强复合涂层,随着(SiC+Ti)含量的增加,颗粒状TiC的尺寸和数目逐渐增加;复合粉(SiC+Ti)含量达到60%时,微观组织有气孔和夹杂缺陷;复合粉(SiC+Ti)含量为48%时,熔覆层耐磨性最佳;复合涂层的磨损主要为磨粒磨损,机理为微观切削和挤压剥落。     

不同碳化钨含量对等离子弧熔覆镍基碳化钨涂层组织及性能的影响

采用等离子弧粉末熔覆技术在Q345钢表面熔覆镍基碳化钨涂层,研究了粉末中不同碳化钨含量对镍基碳化钨熔覆层组织及性能的影响.借助光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪分析镍基碳化钨熔覆层的组织形貌,用显微硬度计和摩擦磨损实验机分别测量镍基碳化钨熔覆层的硬度和耐磨性.结果表明:镍基碳化钨熔覆层与基层之间呈冶金结合,涂层表面无气孔缺陷.镍基碳化钨涂层组织主要由碳化钨颗粒和镍基粘结相构成,碳化钨是WC和W2 C,镍基粘结相中包含SiC、Cr23 C6 、Ni3 Si、γ-Ni等物相.随着粉末中碳化钨含量从15% (质量分数,下同)增加至50% ,熔覆涂层组织中硬质相数量增多,其硬度和耐磨性显著提高.当碳化钨含量为50%时,熔覆涂层硬度高达1 024HV10且耐磨性最好.     

钢表面TiC/Ni3Al复合涂层及其冲蚀性能

采用钨极氩弧焊熔覆技术在钢表面原位合成金属间化合物基复合涂层TiC/Ni3Al。研究了复合涂层的组织和抗冲蚀性能,探讨了涂层的形成及抗冲蚀机理。结果表明:采用钨极氩弧焊熔覆技术在钢表面制得的TiC/Ni3Al复合材料无杂质相,颗粒分布均匀;随着预置层中(Ti+C)含量的提高TiC颗粒的数量增加,材料的硬度提高;涂层与基体之间呈现良好的冶金结合,从熔合线到涂层外表面TiC颗粒的形态逐渐从细小球形转变为等轴状、树枝状;Al、Ni、Fe元素呈梯度变化,而Ti元素主要以TiC颗粒物的形式存在于涂层中。在不同冲蚀角度下复合涂层的冲蚀量均显著小于H13钢和0Cr17Ni7Al钢,表现出优异的抗冲蚀性能。     

高W型Ni基高温合金M963中碳化物研究

研究了一种高W,Mo的Ni基高温合金M963中碳化物的种类、形态、分布及产生的相关工艺条件和形成机理.实验研究发现,根据碳化物产生的热力学条件不同,可以把M963合金中出现的碳化物分为:遗传型碳化物、自发形核型碳化物和析出型碳化物三类.未熔体处理的合金组织中以粗大的块状遗传型MC碳化物为主,遗传型碳化物多分布于晶界和枝晶间.经过熔体处理后,合金中开始出现自发形核的共晶型汉字碳化物,在更高的熔体处理温度1850℃以上,出现了自发形核的非共晶型颗粒碳化物,自发形核碳化物多分布于枝晶间.随熔体处理温度的升高,碳化物形态的变化顺序为:块状→汉字形→颗粒状,碳化物的尺寸变小,分布更加均匀.