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。     

重熔处理过程对镍基合金复合涂层的组织变化影响

采用超音速大气等离子喷涂方法,在Q235A钢基体上制备了含有20%WC的NiCrBSi复合涂层,并对涂层进行氧-乙炔火焰重熔处理。利用扫描电子显微镜对重熔前后的涂层进行微观结构分析,并采用X射线衍射方法研究其相组成。发现重熔处理后涂层中缺陷减少,WC、CrB和Cr7C3等硬质相被γ-Ni固溶体所包覆,对提高涂层的显微硬度和耐摩擦磨损性能有显著作用。     

Ni基WC涂层组成及分布对耐磨性能的影响

通过熔覆工艺在不锈钢基体表面制备Ni基WC耐磨涂层.使用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)配合能谱仪(EDS)对涂层中的金属陶瓷相进行成分与分布的表征,并考察相分布对涂层硬度和耐磨性能的影响.通过球盘摩擦实验对耐磨性能进行评价.结果表明:涂层中主要为γ-Ni及其他碳化物(Cr23 C6)、硼化物(Ni3B)及WC颗粒,弥散在合金中的WC颗粒通过溶解-再析出产生生长和沉积的现象 ;涂层有约190 μm厚的扩散结合区域,涂层显微硬度在结合区域附近随层深的降低而迅速减小 ;耐磨性能由涂层表面往下逐渐增强,WC含量、颗粒的分布及粒度对耐磨性能有较大影响,40％ WC涂层耐磨性能最佳.     

原位生成TaB_2颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

以Ta粉、B粉和Ni60A粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备原位生成TaB_2颗粒以增强Ni基复合涂层。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计以及摩擦磨损试验机对复合涂层的显微组织、物相、显微硬度以及涂层耐磨性进行分析研究。结果表明,镍基复合涂层形成良好,没有气孔和裂纹等缺陷,涂层与基体呈现良好的冶金结合。熔覆层由原位生成的TaB_2颗粒相、Fe-Cr相及Cr_7C_3相组成。TaB_2颗粒弥散分布在基体上,氩弧熔覆涂层的平均显微硬度达到11.50 GPa,比基体Q235钢提高约4倍。在室温干滑动磨损条件下,该熔覆涂层的耐磨性比基体提高约12倍。     

钛表面电火花沉积涂层的微观特征及性能

在TA2基体表面电火花沉积制备WC涂层和CoCr/WC涂层,对比研究两种涂层的形貌、表面粗糙度、厚度、物相组成、显微硬度以及相对耐磨性。研究结果表明:CoCr/WC涂层比WC涂层缺陷少,界面结合较好。WC涂层和CoCr/WC涂层表面粗糙度分别约为7.887μm和7.445μm。WC涂层和CoCr/WC涂层厚度分别约为20μm和40μm。WC涂层表面主要由W_2C、TiC和W等物相组成,CoCr/WC涂层表面主要由W_2C、Co_3W_3C和W等物相组成。WC涂层表面和CoCr/WC涂层表面显微硬度值最大分别达970HV和1040HV。WC涂层和CoCr/WC涂层的相对耐磨性分别为2.5和3.2。制备WC涂层和CoCr/WC涂层使基体表面性能发生改变,CoCr/WC涂层的综合性能优于WC涂层。     

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.     

球墨铸铁表面连续激光沉积高速钢粉末涂层的工艺与组织性能

采用大功率连续CO2激光器对预置了高速钢粉末的球墨铸铁基体进行激光辅助金属沉积处理.得到了激光沉积的优化工艺参数,用该参数制备的沉积层组织致密、无气孔、无裂纹等缺陷,沉积层与基体为冶金结合.XRD分析表明,Ni60+T15+T15沉积层中V4C3,WC1-x,CoCx等硬质相起到弥散强化的作用,Ni60+T15+T15沉积层平均硬度值为716HV,是基体的2.2倍.Ni60+YT12+YT12沉积层中起强化作用的Cr7C3相主要分布在晶界间,Ni60+YT12+YT12沉积层平均硬度值为739HV,约为基体的2.3倍.     

钴基合金电弧离子镀NiCrAlY涂层的组织结构和抗氧化性能

采用电弧离子镀方法在Co基高温合金K640基体上制备NiCrAlY涂层,研究电弧离子镀涂层和真空退火后涂层的形貌、相结构及抗氧化性能。研究结果表明:电弧离子镀NiCrAlY涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3和β-NiAl等相组成,衍射峰明显宽化,元素分布均匀;真空退火后涂层组织更致密,衍射峰尖锐,涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3,β-NiAl,α-Cr以及极少量的Cr23C6组成,元素分布不均匀,Al和Y向涂层表面富集,Cr富集在涂层与基体界面附近。真空热处理可使电弧离子镀NiCrAlY涂层表面生成粘附性良好的α-Al2O3氧化膜,提高了电弧离子镀NiCrAlY涂层的抗氧化性能。     

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。     

铸钢轧辊电火花沉积YG8涂层的组织结构和性能

采用新型电火花沉积设备,把YG8电极材料沉积在铸钢轧辊材料上,制备了WC沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能. 结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C、W2C和Fe7W6C等相组成;沉积层与基体冶金结合,具有纳米颗粒尺寸的Fe7W6、W2C等硬质相弥散分布于沉积层中;沉积层的平均硬度为1 331 HV;沉积层较铸钢轧辊的磨损性能提高了2.3倍;沉积层的磨损机理以疲劳磨损为主,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素.     

低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层组织

为研究热喷涂工艺对低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层的微观组织、相组成和硬度的影响规律,以普通低碳钢Q235A为基体,采用低功率(3～6.6 kW)内送粉等离子喷涂方法,在弧电压恒定、电流增加的条件下,制备不同功率下的涂层.实验结果表明:与传统等离子喷涂WC-Co涂层相比,低功率等离子喷涂WC-Co涂层的显微硬度有所提高,而其脱C率和孔隙率大大降低;涂层中除粉末原有的WC相外,还有喷涂过程中新生成的W2C、Co3W3C和Co3W9C4相.电流增加,涂层中主相WC质量分数降低,而W2C等其他三相的质量分数增多.     

氩弧熔覆制备25Ni-10Zr-10Mo-15WC-40B4C复合涂层组织及耐磨性

零件表面改性技术,是提高其使用寿命的重要方法之一,以Ni粉、Zr粉、Mo粉、WC粉和B4C粉为原料,采用钨极氩弧熔覆工艺在Q235钢表面原位合成了(Fe,Mo,W)2B,(Fe,Mo,W,Zr,Ni)(B,C),(Zr,Mo,W,Fe)C0.7增强α-Fe基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)等分析手段对熔覆层的显微组织和物相进行分析,采用显微硬度测试计和摩擦磨损实验机对熔覆层的硬度及其耐磨性进行测试。结果表明:熔覆层与Q235钢基体呈良好的冶金结合,未见气孔、裂纹等缺陷。其增强相颗粒有大的圆块状、不规则长条状和小的八面体状弥散均匀地分布于基体当中;部分八面体小颗粒镶嵌在大颗粒上。复合涂层区域平均显微硬度约13.7 GPa,最高可达14.6 GPa;在室温干滑动磨损实验条件下,熔覆层呈现优异的耐磨性,其耐磨性约为基体Q235钢的20倍。     

激光熔覆WC/Ni60B复合涂层在水润滑滑动摩擦环境下的磨损特性

采用激光熔覆技术制备了Ni60B镍基合金涂层以及微米WC、纳米WC和微-纳米WC颗粒增强的Ni60B基复合涂层(分别称为WCm、WCn和WCmn复合涂层).对制备涂层在Amsler200磨损试验机上进行了不同载荷和滑动距离的水润滑滑动磨损试验.结果表明:WC颗粒的加入显著提高了Ni60B涂层的耐磨性.WCm复合涂层和纳米WCn复合涂层的耐磨性差别不大,但磨损形貌不同.涂层在水润滑环境下的磨损量均远远低于干滑动摩擦,其原因是水膜的支撑或隔离作用降低了涂层与磨轮之间的接触应力,水的冷却作用减少了摩擦热引起的温度升高,降低了涂层摩擦表面的温升和热软化.水润滑摩损条件下,WCm和WCn复合涂层中过饱和W元素发生扩散和聚集.     

添加剂铜在等离子喷涂WC-12Co涂层中的作用研究

以WC-12Co和Cu180粉末为热喷涂材料,采用等离子喷涂系统制备涂层,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对添加铜的WC-12Co涂层的显微组织和相结构进行观察与分析,并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV,研究添加铜对WC-12Co涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律。结果表明：添加铜后,WC-12Co涂层的显微组织更加致密,但显微硬度降低;涂层主要成分是WC及其脱碳产物W2C以及铜的氧化物Cu2O、CuO,添加铜对WC的脱碳起到了一定的抑制作用;喷涂过程中铜具有很好的流动性,填充到涂层形成过程中颗粒间的孔隙,降低涂层孔隙率。     

真空烧结Cr/WC-Ni基合金涂层的组织结构及力学性能研究

以Cr12MoV模具钢为基体材料,将调配好的WC-Ni60、Cr/WC-Ni60基复合原料均匀涂敷于处理好的基体样品上,经真空烧结制备出复合硬质合金涂层.实验结果表明,涂层结构均匀、致密,Cr/WC-Ni60基涂层的表面硬度高于WC-Ni60基复合涂层.     

结晶器用铜合金表面激光熔覆Ni基涂层研究

采用IPG-YLS-5000光纤激光器在Cu-Cr-Zr合金表面制备了Ni60+WC合金熔覆层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等分析手段对熔覆层的微观组织、界面成分、物相组成、硬度及耐磨性进行表征和测试,得到了工艺参数对稀释率的影响规律。结果显示,提高激光功率和激光扫描速率均可以增加稀释率。当WC含量较少时,WC颗粒全部熔解;当WC含量较多时,存在未熔解的WC颗粒相。随着WC含量的增加,熔覆层组织先粗化后细化,枝晶间分布有颗粒相。熔覆层的硬度和耐磨性远高于基体,并随着WC含量的增加而增加,熔覆层的硬度最高可达1 000 HV。随着WC含量的增加,熔覆层的磨损失重逐渐变小,与铜合金相比,当WC的含量达到20%时,磨损失重仅为1.1 g。     

激光熔覆NiCrAl-陶瓷涂层的显微组织研究

运用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了(TiO-2+B-2O-3+Al-2O-3+TiB-2)/NiCrAl金属陶瓷涂层,其中的TiB-2和Al-2O-3陶瓷颗粒在激光加工过程中原位反应生成;对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了分析研究;熔覆层中的主相依次分别是γ|Ni,γ′,Al-2O-3和TiB-2,熔覆层的微观结构和硬度主要和激光处理参数和熔覆层化学组成有关［1～9］;陶瓷相的原位生成和加入,大大改善了熔覆层的硬度和覆层/基体界面的结合性能。     

钛合金表面激光熔覆NiCrBSiC合金涂层的微观组织

在TC4合金表面进行了激光熔覆NiCrBSiC合金涂层的试验,利用扫描电镜,电子探针和X射线衍射仪等对熔覆层的微观组织进行了分析,测试了熔覆层的显微硬度,结果表明,激光熔覆涂层的组织是在初晶γ-Ni和γ-Ni与Ni3B等相组成的多元共晶基底上分布着TiB2 和TiC颗粒,熔履层的显微硬度在HV900－1100之间,比基体钛合金提高了3－4倍。     

镁合金表面氩弧熔覆Al-Si基SiC复合涂层组织及耐磨性

采用氩弧熔覆方法作为镁合金材料表面强化,是一项全新技术,在AZ31B镁合金基体表面制备10%Si C粉末+Al-Si合金粉末的复合涂层,利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电子显微镜分析涂层的物相组成和显微组织;利用显微维氏硬度计和干滑动摩擦磨损实验机测试复合涂层在室温下的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:氩弧熔覆涂层与基体界面具有良好的结合,无气孔、夹杂、裂纹等缺陷;熔覆层主要由Mg2Si、Mg2C3、Mg17Al12、Al3.21Si0.47等物相组成;熔覆层内部主要由黑色块状组织组成,尺寸为2~5μm;由于在氩弧熔覆过程中生成了新的物相使得涂层的显微硬度提高,涂层平均硬度可达2.5 GPa,是AZ31镁合金基体的4倍;基体的平均摩擦系数约为0.7,10%Si C氩弧熔覆层摩擦系数约为0.57,摩擦系数明显降低;熔覆涂层的相对耐磨性较基体提高近5倍。     

氩弧熔覆原位合成TiN复合涂层的组织与耐磨性

为提高钢材料的耐磨性,以Ti、TiN和Ni60A三种粉末作为涂层材料,采用氩弧熔覆、原位合成技术,在Q235钢表面制备TiN复合涂层.利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计及滑动磨损实验机（MMS-2B）对复合涂层的显微组织结构、硬度和耐磨性进行分析.结果表明：涂层主要由TiN和α-Fe组成,TiN分布均匀且与基体呈现冶金结合,涂层显微硬度最高达738.17 GPa,耐磨性为Q235钢的8倍.涂层在室温干滑动摩擦磨损条件下表现出优异的耐磨损性能,具有应用价值.