镍基碳化钨喷焊涂层组织与磨损性能研究

采用带有能谱仪的扫描电镜、X射线衍射和透射电镜技术分析了氧乙炔火焰喷焊WC 增强镍基自熔性合金复合涂层的组织结构,并采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损实验机对该涂层、镀铬层以及Q235钢进行了抗磨粒磨损性能测试.结果表明,复合喷焊层的结构为在γ-Ni 固溶体基体上较均匀的分布着颗粒较粗的WC粒子和弥散分布着大量细小的碳(硼)化物硬质相,这些细小的硬质相主要是Cr7C3,Cr23C6和Ni3B等.在相同的实验条件下,镀铬层和Q235钢的磨损失重分别为喷焊层的1.86倍和29.8倍.     

WC的质量分数对喷熔层耐磨性能的影响

在自熔性合金粉末Ni60中机械混合不同质量分数的WC进行火焰喷熔,通过喷熔工艺性能试验、喷熔层宏观硬度测试、喷熔层低应力磨粒磨损试验、喷熔层冲击磨粒磨损试验和显微组织分析,研究了w(WC)对喷焊层耐磨性能的影响。试验证明:随着合金粉中w(WC)的增大,喷焊工艺性能变差,但当w(WC)低于50%时,WC的加入对喷焊工艺性能影响不很明显,喷熔层硬度变化不大,喷熔层低应力磨粒磨损性能随w(WC)的增大而提高;当w(WC)大于50%时,WC的加入使喷熔工艺性能变得极差,喷熔层的硬度和耐低应力磨粒磨损性能降低。由于WC硬而脆的性能和在喷熔层显微组织中起分割基体的作用,喷熔层耐冲击磨粒磨损性能随w(WC)的增大而降低。     

超细碳化钨体积分数对喷焊层耐磨性的影响

为了获得质量较好的喷焊层,提高喷焊层的耐磨性,在镍基自熔性合金粉末F102中加入不同体积分数的亚微米碳化钨（WC）进行氧一乙炔火焰喷焊．通过磨粒磨损试验、显微硬度测试和显微组织分析,研究了不同WC体积分数对喷焊层质量及其耐磨性的影响．试验结果表明WC的体积分数为1％时,喷焊层的质量最优,耐磨性最好,硬度也最高．但随着WC体积分数的进一步增加,喷焊层的耐磨性和硬度反而有所下降．涂层的耐磨性主要与涂层硬度．WC硬相的含量,空洞的数量及大小等有关．硬度越高,WC硬相越多,空洞越少、越小,涂层的耐磨性越好,反之越差．     

氩弧熔敷原位自生WC复合涂层组织及耐磨性

为提高采煤机中截齿的耐磨性能,利用氩弧熔敷技术,在35CrMnSi钢表面制备WC增强Ni基复合涂层。利用OM、SEM、XRD和EDS分析复合涂层的显微组织,采用显微维氏硬度仪测试复合涂层的显微硬度,并测试涂层在室温磨损条件下的耐磨性能。结果表明：氩弧熔敷涂层组织均匀致密,熔敷涂层与基体呈冶金结合,主要由WC、W：C、T—Ni、（Fe,Cr）23,C6等物相组成;WC颗粒呈弥散分布,颗粒尺寸为1txm;熔敷涂层可以改善基体的表面硬度,最高显微硬度可达12．6GPa;熔敷涂层在室温冲击磨粒磨损实验条件下,具有优异的耐磨性,磨损机制主要是磨粒磨桶．其耐磨性较35CrMnSi基体提高近12倍。     

镍基碳化钨高温磨损特性的研究

本文用不同碳化钨含量的镍基自熔合金粉末喷焊层的试样,进行扫描电镜形貌观察和X光衍射分析,同时进行了高温磨粒磨损试验,试验结果发现粉末中碳化钨的含量对喷焊层的磨损特性及组织结构有重要的影响,其中以35%碳化钨喷焊层的高温耐磨性最佳.     

Cr12钢电火花沉积超细涂层的摩擦磨损性能

采用电火花沉积技术,在Cr12模具钢表面沉积了WC-12Co超细硬质合金涂层;并考察了涂层的显微组织及摩擦磨损性能.结果表明:沉积层组织均匀,与基体呈冶金结合,超细的硬质相弥散分布于沉积层中,其中部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸.沉积层的平均显微硬度为1 474.8 HV0.1,约是基体硬度的3倍,沉积层的耐磨性能是基体的3.3倍.沉积层的磨损机制主要是磨粒磨损和疲劳磨损.弥散分布的细小硬质相是沉积层硬度及耐磨性能提高的主要因素.     

35WC-钢复合材料的高温塑性流变磨损行为研究

本文采用高温塑性流变摩擦磨损试验方法,研究了35WC-钢复合材料高温塑性流变磨损的行为。用扫描电镜观察了试验前后试样的金相组织和试验后试样表面的磨痕形貌及其亚表层的组织结构。试验结果表明,35WC钢复合材料比SCrNiMo模具钢的高温塑性流变磨损抗力约高10倍。其高温塑性流变磨损特点主要是硬质相粒子脱落和磨粒磨损。     

喷焊层的相分析及磨损行为研究

本文研究 Ni—Cr—B—Si—Fe 及 Ni—Cr—B—Si—Fe—Re 系列喷焊层硬质相及磨损行为.试验结果表明:喷焊层是由奥氏体固溶体及硬质相构成,在磨损过程中硬质相起到强化作用,未加稀土的喷焊层中硬质相比加稀土的粗大,且偏聚.因此,耐磨性不如加稀土的.     

反应火焰喷涂TiC-Fe涂层的耐磨性能

研究以钛铁,石墨和纯铁粉为原料,用反应火焰喷涂技术制备TiC-Fe金属陶瓷涂层的耐磨性能,结果表明,涂层中富ＴiC和贫TiC片层的显微硬度分别达11．9－13．7GPa和3．3－6．0GPa,在SRV磨损试验机上经20min的干磨擦试验表明,反应火焰喷涂TiC-Fe涂层具有良好的耐磨性能,大约是常规火焰喷涂WC－Ni45金属陶瓷涂层的5倍,综合磨痕的轮廓曲线及其SEM形貌发现,其磨损机理主要是粘着磨损,但也有少量细小的硬质相相剥落。     

Nb对等离子熔覆NbC-WC/镍基复合涂层的组织性能的影响

采用等离子熔覆技术成功制备了不同(Nb+C)/WC比例的镍基复合涂层,借助高分辨扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、室温干滑动摩擦磨损试验机、三维形貌仪对复合涂层的组织及力学性能进行了表征。实验结果表明,涂层底部区域存在未熔WC颗粒,随着Nb含量的增加,WC的溶解行为得到促进;涂层由NbC、WC、γ(Fe, Ni)和M₂₃C₆组成;当n(Nb+C)∶n(WC)=2∶2时,涂层拥有较高的显微硬度(～750 HV_0.1)、较好的耐磨性能和相对光滑平整的磨损形貌;随着Nb的添加,涂层的磨损机制由粘着磨损转变为粘着磨损和磨粒磨损。     

WC在WC/50CrMo钢复合材料中的溶解行为

本文研究了WC在WC/50CrMo钢复合材料中的溶解行为。用电子探针及扫描电镜进行了相成分的定量和定性分析;用x射线衍射仪进行了物相分析;用光学显微镜和透射电镜观察了复合材料的显微组织。结果证明,WC/50CrMo钢复合材料在烧结和热处理过程中,WC与钢基体会发生相互溶解引起钢基体的化学成分变化,对复合材料的热处理、组织结构及性能的影响。     

WC对弥散强化铜的性能的影响

利用高能球磨冷压烧结的方法制备了Cu—WC弥散强化铜合金，并对添加不同成分WC的弥散强化铜试样进行了性能检测和显微结构分析．结果表明：WC的含量多少对金属组织与性能的影响比较明显，随着WC的增加．合金的硬度增高，导电率降低、当WC的体积分数低于1％时，导电率接近纯铜，但硬度较低，当WC的体积分数达到4％以上时，硬度变化不大，导电率下降明显．所以，弥散强化铜中WC的成分应控制在体积分数1％到4％之间。     

WC,TiC,Fe3 C及Co2C的价电子结构与性能的分析

运用固体与分子经验电子理论计算了几种过渡族金属碳化物的价电子结构,发现碳化物的主要价电子结构参数主键键能与碳化物的熔点、硬度及生成焓之间存在着很好的相关性.     

碳化钨对截齿金属陶瓷涂层性能的影响

采用真空和惰性气体保护液固相烧结方式制备了金属陶瓷涂层,通过对涂层的微观组织分析、硬度测量和抗磨损性能实验,研究了碳化钨对金属陶瓷涂层硬度、耐磨性和致密度等物理和机械性能的影响。结果表明,机械球磨合金化状态下的WC粉末和Co、Ni、Fe、Cr、B、Si自熔性合金粉的混合粉末在真空和惰性气体保护下烧结后,形成梯度材料使截齿性能得到优化,粘结相硬度可达HV676.3,硬质相硬度达到HV1753.2。在工程和矿山用截齿的头部烧结金属陶瓷涂层,可显著提高齿体的耐磨性,使截齿的寿命提高2～3倍。     

Microstructure characteristics of Ni/WC composite cladding coatings

A multilayer tungsten carbide particle (WCp)-reinforced Ni-based alloy coating was fabricated on a steel substrate using vacuum cladding technology. The morphology, microstructure, and formation mechanism of the coating were studied and discussed in different zones. The microstructure morphology and phase composition were investigated by scanning electron microscopy, optical microscopy, X-ray diffraction, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. In the results, the coating presents a dense and homogeneous microstructure with few pores and is free from cracks. The whole coating shows a multilayer structure, including composite, transition, fusion, and diffusion-affected layers. Metallurgical bonding was achieved between the coating and substrate because of the formation of the fusion and diffusion-affected layers. The Ni-based alloy is mainly composed of γ-Ni solid solution with finely dispersed Cr₇C₃/Cr₂₃C₆, CrB, and Ni+Ni₃Si. WC particles in the composite layer distribute evenly in areas among initial Ni-based alloying particles, forming a special three-dimensional reticular microstructure. The macrohardness of the coating is HRC 55, which is remarkably improved compared to that of the substrate. The microhardness increases gradually from the substrate to the composite zone, whereas the microhardness remains almost unchanged in the transition and composite zones.     

等离子喷焊钢结硬质合金中WC熔解的控制

通过调整粘结相成分、碳化钨（ＷＣ）粒度、喷焊工艺参数及采用碳化钨涂层等办法来控制碳化钨的熔解，使焊层与基体结合良好。并且在钢板的剪切机刀片上作了实际考核，寿命大大提高。     

WC／钢基合金的强韧化因素分析

基于力学性能试验、断裂韧性试验及微观分析 ,对碳化钨增强钢基颗粒复合材料的强化与韧化因素作了较全面的综合分析 ,得出此类材料的主要强韧化机理为高强韧的马氏体、大量超硬碳化物的复合强化、超细晶粒强韧化、界面强韧化以及硬质相与基体交互作用带来的强韧化效果 .     

抑制硬质合金烧结中WC晶粒长大的研究

该文选择了VC和Cr3C2作为WC—Co硬质合金晶粒长大抑制剂，研究两种抑制剂加入量对合金组织、WC晶粒度和性能的影响以及抑制晶粒长大的机理．研究结果表明，VC和Cr3C2的加入十分有效地抑制了基体合金WC晶粒的长大，合金中的WC晶粒度随抑制剂加入量的增加而减小，可达到最小的WC晶粒度接近100nm,合金的硬度随抑制剂加入量增加而增加，但强度则下降。同时也会增加孔隙度，结果增加了脆性，降低了合金的强度．VC的有害影响比Cr3C2更大。     

WC-钢基复合材料断裂韧性与断口形貌特征

采用单边切口梁法（ＳＥＮＢ）测试了１２种工艺状态的ＷＣ增强钢基复合材料的断裂韧性Ｋｃ,并用扫描电镜观察了其断口形貌．试验表明ＳＥＮＢ法对于ＷＣ－钢基合金的断裂韧性测试适用可行,数据稳定．研究发现数量众多（４０％左右）的硬质相对材料的断裂韧性起决定性作用,细化硬质相及加强硬质相－基体交互作用有利于材料断裂韧性的提高．断口的主要特征为ＷＣ解理、基体准解理及部分分散韧窝和韧窝带     

WC晶粒度不同的双层硬质合金中的梯度结构

以晶粒度不同的2种WC粉末为原料,制备双层硬质合金试样.研究结果表明:在试样的层界面附近,出现过渡显微组织,其WC晶粒度、硬度呈现梯度分布,细晶层一侧的WC晶粒粗化,Co相平均自由程增大,硬度下降;粗晶层一侧的硬度上升;合金两侧的WC颗粒均处于非平衡状态.液相烧结时,界面两侧都有从外界吸入液态钴相以便使WC颗粒达到平衡状态的趋势,由于溶解-析出机制的作用,细晶侧的WC颗粒溶解后通过界面在粗晶侧的WC颗粒上析出,从而使粗晶侧的WC长大并达到平衡状态;与粗晶侧的WC相比,细晶侧的WC颗粒处于更加不稳定的状态,因此,粗晶侧的液态钴相流向细晶侧,使细晶侧的WC骨架发生重组而达到稳定状态.