铸造碳化钨添加量对镍基复合喷熔涂层性能的影响

在镍基合金粉末NiCrBSi中添加不同比例的铸造碳化钨(WC),并采用氧乙炔火焰喷熔工艺在低碳钢表面制备了相应的Ni基WC复合涂层.采用金相显微镜观察了涂层的显微组织,采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能,并采用扫描电镜观察了喷熔粉末和喷熔层磨损后的形貌.结果表明:喷熔层的组织为在NiCr合金基体上弥散分布着不同粒度的碳(硼)化物硬质相;涂层的显微组织和WC的含量对Ni基WC喷熔层的硬度和抗磨损性能影响很大,涂层的硬度和抗磨损性能随WC添加量的增加先增加后减小;当WC的含量为35％时,Ni基体WC喷熔涂层的硬度最高,相应的抗磨粒磨损性能最好.     

表面喷焊处理对铸铁表面组织和性能的影响

利用镍基自熔合金粉末,采用氧乙炔火焰喷焊技术在灰铸铁HT200基体表面制备喷焊层,研究了喷焊层的成分分布、组织与性能。结果表明,镍基喷焊层与铸铁基体形成了良好的冶金结合,合金元素在喷焊层与基体界面附近连续分布,保证了采用火焰喷焊技术得到的涂层与基体之间具有较高的结合强度。     

等离子弧喷焊铜基合金的组织和耐磨性

采用等离子弧喷焊技术，在Q235钢表面制成熔敷低磷锡青铜和镍基合金混合粉末的喷焊层。利用金相、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对喷焊层和结合层的组织进行研究，同时测试了喷焊层的硬度和耐磨性。结果表明，喷焊层与基体是冶金结合，结合线清晰。熔敷合金稀释率低。喷焊材料为铜基合金DGCul50时，喷焊层含有α—Cu相，δ相，ε相和Cu3P。喷焊材料为铜基合金DGCul50 适量镍基合金DGNi50A时喷焊层主要含有α—Cu相，δ相，ε相，Cu3P，γ—Ni，Ni2B，CrB，(Fe，Ni)23C6，(Cu，Ni)23C6和Fe5Si2B2。随加入铜基合金粉末中的镍基合金粉末量的增加，喷焊层与基体之间的结合层加厚，喷焊层的硬度和耐磨性显著提高。     

激光熔覆Ni60在抽油泵柱塞上的应用

在45钢柱塞表面激光熔覆制备Ni60粉末涂层,用于代替氧乙炔喷焊Ni40涂层,研究了组织形态和各种性能,结果表明：与火焰喷焊层相比,激光熔覆层的组织均匀细小,硬度及耐磨性耐蚀性更好.     

固井水泥车柱塞表面热喷焊强化技术

采用两步法氧乙炔火焰喷焊技术对固井水泥车柱塞表面进行强化,使其表面形成Ni60自熔性合金涂层。设计了喷焊强化工艺,并对喷焊合金层进行了重锤冲击试验、微观组织分析、硬度及磨损试验。结果表明,喷焊层组织致密,喷焊层与基材之间结合强度高并产生微冶金结合;软基体上分布着硬质相硼化物和碳化物,使喷焊层的硬度和耐磨性明显提高;该强化工艺可满足柱塞的技术使用要求,工艺简单、涂层质量高、成本低,对柱塞表面修复强化具有广泛的应用前景。     

钛合金表面火焰喷焊WC/Ni涂层组织和性能

采用火焰喷焊技术对TC4合金表面喷焊Ni基WC，并对涂层的显微组织、成分、相结构和显微硬度进行了试验分析。结果表明：强化层中WC弥散分布于Ni基中，强化层与过渡层界面良好；过渡层与基体形成良好的冶金层。     

氧乙炔火焰喷焊镍基复合涂层的显微组织和腐蚀性能研究

目的 研究Ni60和Ni60WC喷焊涂层的显微组织、防腐和耐磨性能及其腐蚀机理,为恶劣工况下服役的零件选择合适的喷焊涂层提供参考.方法 采用氧乙炔火焰喷焊工艺在16Mn钢基体上制备Ni60和Ni60WC涂层,用X射线衍射仪、金相显微镜和扫描电子显微镜分析了喷焊涂层的相结构和显微组织,并采用电化学工作站、盐雾腐蚀试验机、磨粒磨损试验机测试了两种喷焊涂层的防腐和耐磨性能.结果 喷焊层与基体间都存在冶金结合层和热影响区,Ni60涂层的显微组织为NiCr固溶体基体上弥散分布着大量细小粒状和杆状碳化物和硼化物.Ni60WC喷焊涂层组织中,除了具有与Ni60涂层类似的基体相和细颗粒硬质相外,还较均匀地分布着不同尺寸的WC颗粒.Ni60和Ni60WC涂层的磨损率分别为16Mn钢的8.3％和2.3％,自腐蚀电流密度分别为16Mn钢的1.0％和7.6％.另外,基体相和硬质相之间的电偶腐蚀是两种镍基喷焊涂层的主要腐蚀机理.结论 这两种镍基喷焊涂层均能显著提高16Mn钢的抗磨和防腐性能,其中,Ni60喷焊涂层耐腐蚀性更好,Ni60WC喷焊涂层耐磨损性能更好.     

镍基自熔性合金喷焊涂层的组织与性能研究

用两种镍基自熔性合金粉末,采用火焰喷焊技术在STB A22钢管基体表面制备了两种喷焊层,利用光学显微镜和扫描电镜观察了镍基合金喷焊钢管的表面形貌和喷焊层的断面组织,测定了喷焊层与基体之间的结合强度,利用扫描电镜和能谱仪测定了喷焊层与基体的界面组织以及成分分布,研究了喷焊层的成分分布、组织与性能.结果表明,镍基喷焊层与钢管基体形成了良好的冶金结合,合金元素在喷焊层与基体界面附近连续分布,保证了采用火焰喷焊技术得到的涂层与基体之间具有较高的结合强度.     

火焰喷涂碳化物涂层的耐磨性研究

对碳化物复合粉末热喷涂工艺和Ni基自熔合金粉末热喷焊工艺进行了研究，在低碳钢基体上分别采用氧-乙炔火焰喷涂Co包WC粉末、Ni包WC粉末，以及火焰喷焊Ni60、Ni60 20％WC自熔合金工艺获得耐磨合金涂层。研究了涂层的显微结构和相特征以及耐磨性。结果表明，在喷焊Ni60 20％WC粉末涂层的组织中，由于加入了WC粒子，有效改善了涂层的显微组织和性能，得到了喷焊质量和耐磨性俱佳的合金涂层。     

氩弧熔覆(WC+SiC)/Ni基复合涂层组织及性能研究

以WC、SiC和Ni60A粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q345钢基体表面制备出WC+γ-Ni5Si2增强Ni基复合涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和滑动磨损试验机对复合涂层的湿微组织、相构成、硬度及耐磨性进行了研究.结果表明:熔覆层相构成为WC、γ-Ni5Si2和γ-Ni,WC以颗粒状析出,由于氩弧熔覆时加热温度高,导致SiC分解,使Si与Ni在高温下形成了γ-Ni5Si2;熔覆层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;涂层最高硬度可达1200 HV0.2,是基体金属的4倍以上;在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨损性能,耐磨性比基体提高了11倍.     

TC4钛合金表面激光熔覆WC增强镍基复合涂层的组织及耐磨性

为提高TC4钛合金的耐磨性,利用激光熔覆技术(laser cladding,LC)在TC4钛合金表面制备Ni60+50%WC(体积分数)和deloro22(d22)粉末打底+(Ni60+50%WC)2种耐磨复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)来表征涂层的微观结构和物相组成;使用HV-1000显微维氏硬度计、HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机和WDW-100D电子万能试验机来分析涂层的性能。结果表明:2种涂层均由W₂C、TiC、Ni₁₇W₃、Ni₃Ti和Ti_xW_1-x相组成,2种涂层不仅与基体呈现出优异的冶金结合,而且组织均匀致密,没有裂纹瑕疵;由于涂层中存在着原位合成的硬质相和细晶强化共同作用使得涂层硬度显著提高,约为TC4基体的2.82倍;2种涂层的摩擦系数(COF)和磨损量都远低于TC4钛合金基体;Ni60+50%WC复合涂层和d22粉末打底+(Ni60+50%WC)复合涂层的抗剪切结合强度分别为188....     

Cr12MoV钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层的组织及性能

使用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni20Cr和Ni60A多层Ni基合金耐磨涂层,并使用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪分析了涂层的物相和显微组织。同时运用显微维氏硬度计以及高速往复摩擦磨损试验机对比分析了涂层与基体的硬度及耐磨性。结果表明,采用Ni20Cr作为打底层的多层Ni基合金涂层,能有效改善涂层与基体的冶金结合,大大减少涂层中的裂纹、气孔等缺陷。涂层表面物相主要为g-(Fe, Ni)、FeNi₃、BNi₃、Cr₃C₂以及Ni-Cr-Fe;涂层底部至表面的组织为胞状树枝晶、柱状树枝晶、择优生长树枝晶以及等轴树枝晶。Ni60A涂层大大提高了Cr12MoV模具钢的表面硬度,涂层表面显微硬度最高可达到1000 HV0.2,是基体的1.6倍。Ni60A涂层耐磨损性能明显优于基体,较基体提高了2.0~3.3倍。在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层后,形成了Cr₃C₂、Ni-Cr-Fe等硬质相,可有效提高其表面的硬度和耐磨性,起到降低模具在使用过程中因摩擦磨损而报废的概率,从而进一步延长模具的使用寿命。     

20Cr2Ni4A钢表面WC增强铁基涂层耐磨性能的研究

目的 制备优异的耐磨性涂层用于机械零部件表面,可有效地提高其使用寿命,减少机械设备因磨损失效而带来的各类故障.方法 以20Cr2Ni4A合金钢为基体材料,利用激光熔覆技术,制备了铁基涂层和铁基/WC复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、HV-1000显微维氏硬度计,分别对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的相组成、组织形貌、显微硬度进行表征.利用HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的磨损性能进行研究,并分析其磨损机理.结果 两种涂层的显微硬度与基体相比改善较大,其中铁基/WC复合涂层改善最为明显,表面平均硬度值为610HV.以直径为6 mm的GCr15对磨球为摩擦副,铁基涂层的平均摩擦因数为0.53左右,磨损量为0.1432 mm3,而铁基/WC复合涂层的平均摩擦因数为0.36左右,磨损量为0.05935 mm3,与铁基涂层相比,20Cr2Ni4A合金钢表面结合铁基/WC复合涂层的硬度提高了17％左右,磨损量减小了58.6％,具有良好的耐磨损性能.结论 铁基/WC复合涂层因其表面存在W2C、WC、Fe3C等物相,能够均匀分布在铁基涂层上作为耐磨骨架,显著提高了涂层的硬度和耐磨性能.     

钛合金表面激光熔覆AlBxCoCrNiTi高熵合金涂层的组织与性能

目的研究AlB_xCoCrNiTi(x=0、0.5、1)高熵合金涂层的组织及性能,提高钛合金表面硬度及耐磨性。方法采用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备出AlB_xCoCrNiTi高熵合金涂层,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)等材料分析手段,研究了B含量对高熵合金涂层形貌、组织结构、成分的影响,并采用维氏硬度计以及摩擦磨损试验检测了熔覆涂层的硬度和耐磨性能。结果高熵合金涂层与基体的整体结合形貌良好。未添加B的高熵合金涂层主要由BCC相和晶体结构类似(Co,Ni)Ti_2相组成。随着B的加入,高熵合金涂层的晶粒得到细化,BCC相含量增加,(Co,Ni)Ti_2相含量有所减少,且熔覆层原位生成了TiB_2硬质相,TiB_2硬质相含量随B含量的增加而增加。熔覆涂层的硬度和耐磨性与B含量呈正相关关系,AlB_1CoCrNiTi高熵合金涂层的平均显微硬度最大,为814HV,且AlB_1CoCrNiTi高熵合金涂层的磨损量最小,其耐磨性约为未添加B的高熵合金涂层的7倍。结论 B含量的增加,有助于改善AlB_xCoCrNiTi高熵合金涂层的摩擦学性能,AlB_xCoCrNiTi高熵合金涂层有效提高了钛合金表面的硬度及耐磨性能。     

复合制备Ni基合金涂层的组织结构及性能演变特征

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备Ni60合金涂层,对预制的涂层分别进行高频感应重熔和感应重熔+强制冷却处理。借助OM、SEM、XRD、显微硬度计和销盘式摩擦磨损试验机对3种涂层的组织结构、显微硬度分布及摩擦磨损性能进行分析,研究Ni60合金涂层组织结构及其性能的演变特征。结果表明:3种涂层组织结构差异较大,单纯感应重熔涂层使喷涂涂层组织结构细密化,感应重熔+强制冷却的涂层形成了外延型生长的定向晶结构。喷涂涂层硬度自内向外呈明显下降趋势,而后续处理的2种涂层均表现为自内向外略为增加趋势,导致喷涂涂层尽管有较高的平均硬度,但表层硬度低于其他2种涂层。3种涂层均有很好的耐磨性能,但后续处理使涂层的摩擦系数明显增大,耐磨性能显著增强,尤其附加强制冷却的涂层表现出更加优异的耐磨性能,其平均磨损率分别低于喷涂涂层约8.5倍和单纯感应重熔涂层约2倍。     

等离子喷焊镍基合金耐磨性能研究

采用等离子弧喷焊技术在不同转弧电流下喷焊DG.Ni60A和DG.Ni60WC25两种镍基合金粉末,对各喷焊层进行了硬度和耐磨性分析。试验结果表明,转弧电流大小对喷焊镍基合金层的耐磨性影响较大,喷焊DG.Ni60A合金粉末时,转弧电流为100 A时的试样磨损量为0.090 57 g,转弧电流为150 A时的试样磨损量高达1.116 17 g,相差10余倍。喷焊DG.Ni60WC25合金粉末时,转弧电流为100 A时的磨损失质量仅为0.018 83 g,转弧电流为200 A时的磨损失质量高达0.744 97 g,相差约40倍。镍基合金中加入WC,在一定条件下可以提高喷焊层的耐磨性能;转弧电流为150 A时,未添加WC硬质相的DG.Ni60A合金粉末喷焊层的磨损失质量高达1.116 17 g,而添加了WC硬质相的DG.Ni60WC25合金粉末磨损失质量为0.018 83～0.744 97 g。     

灭茬刀火焰喷焊 Fe6 涂层组织及耐磨性能

目的解决灭茬刀耐磨性不足,报废更换频繁的问题。方法在Q235钢基体上采用氧乙炔火焰喷焊技术制备Fe6涂层,分析涂层的硬度及微观组织形貌,并与原65Mn灭茬刀进行摩擦系数、磨损失重对比试验。结果 Fe6涂层与基体之间形成了良好的冶金结合。涂层组织主要由Fe-Cr-Ni固溶体合金相、Cr7C3相、Cr23C6相和Cr2B相组成,表面硬度平均值在56.6HRC左右,约为Q235钢的2倍。Fe6涂层摩擦系数稳定在0.65左右,约为65Mn灭茬刀试样的2/3;磨损失重实验进行3 h后,Fe6涂层与65Mn试样的磨损失重相差1倍左右。结论经氧乙炔火焰喷焊Fe6涂层进行表面强化后的Q235钢灭茬刀在硬度、耐磨性等方面得到显著提高,使用寿命可得到有效延长。该研究为氧乙炔火焰喷焊Fe6涂层在灭茬刀耐磨强化与修复上的推广及应用提供了可靠的依据,同时也为其他农业机械关键易磨损零部件的表面强化提供了一定的参考。     

铜合金表面超音速微粒沉积镍基涂层的耐蚀性能研究

目的研究铜合金表面镍基合金涂层的耐腐蚀性能,解决铜合金表面腐蚀损伤问题。方法采用超音速微粒沉积技术在黄铜表面制备镍基合金涂层,通过电化学方法和中性盐雾实验对黄铜基体及镍基合金涂层的耐腐蚀性能进行测试。结果涂层的腐蚀电流密度较基体降低了34倍。涂层表面生成的连续且致密的氧化膜阻止了腐蚀的进一步发生,在盐雾腐蚀时间进行到500 h时,腐蚀速度接近于零,涂层腐蚀缓慢。结论超音速微粒沉积技术可以制备耐腐蚀性能优异的镍基合金涂层,并且可以显著提高黄铜的基体耐蚀性。     

铬铁原矿粉激光制备高熵合金复合涂层的组织与性能

目的用铬铁原矿粉快速直接制备高熵合金复合涂层,研究其组织结构及性能,提高基体表面硬度和耐磨性。方法采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备高熵合金复合涂层,运用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及硬度计、磨粒磨损机,分析高熵合金复合涂层不同深度的显微组织、物相结构及力学性能。结果高熵合金复合涂层与基体结合良好,物相结构为简单BCC结构的过饱和固溶体,显微组织为典型胞状和树枝晶组织,且原位自生形成的细小碳化物颗粒强化相弥散分布于基体。深度为0.1 mm时,复合涂层的显微组织形貌最细小,且存在一定程度的成分偏析。复合涂层显微硬度平均为6.48 GPa,为基材40Cr钢的2倍以上。高熵合金复合涂层不同深度的磨损率均低于基体的磨损率,且随着深度的增加,磨损率逐渐升高,当深度为0.1 mm时,磨损率最低,为0.17 mg/mm2,耐磨性最好。结论以铬铁原矿粉为掺杂组元,采用激光熔覆技术成功制备出掺杂原位自生颗粒强化相的高熵合金复合涂层,显著提高了基体表面硬度和耐磨性。