碳化物/Ni基合金复合涂层激光熔覆工艺优化

用粉末预置法研究了激光熔覆Ｎｉ基合金涂层以及３０％（ｖｏｌ）ＴｉＣ、ＷＣ和ＳｉＣ颗粒分别增强Ｎｉ基合金复合涂层的工艺优化方法．熔覆工艺效果可根据涂层稀释率和表观质量来评价,考虑熔覆工艺的宽容性和涂层凝固组织的细化程度,每类涂层都存在一个最佳功率密度范围．     

真空熔烧Ni基合金涂层的力学性能研究

为了得到Ｎｉ基合金涂层抗拉性能,对采用不同温度制备的真空熔烧Ｎｉ基合金涂层进行了抗弯性能试验。通过测量和计算,取得了Ｎｉ基合金涂层的抗弯强度及其随熔烧温度提高而变化的规律。由钢基体和Ｎｉ基合金涂层组成的弯曲试样实质上是复合材料。根据对Ｎｉ基合金涂层杨氏弹性模量的测定,按复合材料模型计算了抗弯强度。试验结果表明,真空熔烧Ｎｉ基合金涂层具有相当好的弯曲强度。     

高温合金激光表面熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性能

研究了高温合金ＧＨ３３上激光熔覆钴基合金涂层的组织与耐磨性能。结果表明,涂层与基材之间形成紧密的冶金结合,基材对涂层的稀释度较小;Ｘ射线衍射分析可知涂层基体组织为α－Ｃｏ枝晶,枝晶间为α－Ｃｏ＋Ｃｏ２Ｂ共晶以及Ｍ２３（ＣＢ）６、Ｍ６Ｃ等多元复杂共晶组织;涂层中硬度分布均匀,最高硬度为Ｈｖ０．０２７６６;涂层耐磨性能较基材提高了２倍。     

13Ni5A钢铆钉激光熔覆镍基合金涂层的研究

研究了１３Ｎｉ５Ａ钢铆钉头部Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ合金激光熔覆层的组织、成分、显微硬度和在酸性介质中的抗腐蚀能力，并进行了实地考验．结果表明，采用激光功率密度为１．３×１０４Ｗ／ｃｍ２、扫描速度为５ｍｍ／ｓ的辐照工艺，获得了与基体呈冶金结合的无裂纹的熔覆涂层，其组织由Ｎｉ－Ｃｒ－Ｆｅ固溶体、Ｎｉ３Ｓｉ、Ｃｒ５Ｂ５及ＷＣ等相组成，显微硬度高出基体两倍多，并在酸性介质中具有优异的抗蚀性能．激光熔覆处理的铆钉经３７００ｈ实际生产考验后．明显优于未经．处理的铆钉．     

Ni基合金激光熔覆层裂纹机理研究

激光熔覆得到的Ni基合金熔覆层容易出现裂纹,这是导致Ni基合金熔覆层失败的主要因素.基于实验及微观检测分析,以Ni60熔覆层为研究对象,从组织和应力方面对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的开裂及扩展机理进行了研究.综合熔覆层微观组织、物相以及断口形貌分析发现,熔覆层不同位置晶体组织差异显著,材料硬度与裂纹敏感性随硬质相分布的增加而升高,Ni60熔覆层的裂纹属于准解理的脆性断裂,裂纹萌生于熔覆层顶部,并沿硬质相向内部规律性扩展.根据热残余应力模型与Griffith脆性断裂强度模型建立了涂层开裂判据,并在此基础上提出相应的裂纹消除方法,改善了金属的性能.     

宽带激光熔覆铸造ＷＣp／Ni基合金复合涂层结合界面组织特征

研究了宽带激光熔覆铸造ＷＣp/Ｎｉ基合金复合涂层结合界面组织特征。结果表明结合界面微区组织特征为细小的共晶体组织、过渡层组织以及白亮带组织。白亮带及过渡层中主要含有Fe,Cr,Ni,Si等元素。白亮带主要是单相的γ－(Fe,Cr,Ni,Si)固溶体组织。从熔覆区→过渡层→白亮带的平均显微硬度值呈梯度分布。复合涂层结合界面主要元素、微观组织结构和显微硬度呈梯度分布的特征,提高了涂层与基材之间的匹配性,缓解应力集中,避免裂纹形成,实现了基材与涂层良好的冶金结合。     

Y_2O_3对Q235钢表面激光熔覆Ni基合金的影响

采用激光熔覆技术 ,在Q2 35低碳钢基体表面进行了Ni基合金添加Y2 O3的熔覆试验。通过对激光工艺参数及合金粉末比例的优选 ,可以得到较理想的熔覆层。对熔覆的合金化层进行了表面显微硬度和电化学腐蚀测试以及金相组织和X衍射物相分析 ,结果表明Y2 O3对Q2 35钢表面激光熔覆Ni基合金有减少裂纹的作用 ,但显微硬度与耐蚀性能有所下降     

激光熔覆Ni基纳米Ni包h-BN/CaF2涂层组织性能

采用Nd:YAG激光器在45#钢基体上制备了镍基纳米Ni包h-BN/CaF2复合自润滑涂层,利用金相显微镜观察涂层形貌,并运用销一盘式高温摩擦磨损试验机对在不同温度条件下(室温和400℃)的涂层的摩擦性能进行了评价.结果表明:纳米Ni包h-BN有效地改善了BN对基材的润湿性,而加入部分CaF2也大大改善了激光熔池的流动性,形成了具有良好冶金结合和组织致密的熔覆层,显微硬度变化范围在740～900HV0.2之间.复合涂层的摩擦系数较镍基涂层显著降低,但随着温度的升高,涂层的摩擦性能变差.     

Co基合金激光熔覆层组织及近表面结晶方向

采用同步送粉式激光熔覆工艺在45^#钢表面制备了Stellite Co基合金涂层。利用光学显微镜、扫描电镜（SEM)、附件（EDS）及X射线衍射仪分析了熔覆层的快速凝固微观组织特征和相结构。熔覆层初生相为γ-Co枝晶，枝晶间为γ-Co及Cr23C6共晶组成。在熔覆层的近自由表面，发现了一种新的、结晶方向与激光扫描速度方向平行的细小枝晶。熔覆层与基体界面为平面结晶，向中心过渡为胞状晶、柱状枝晶等多种形态。两道熔覆层的搭接区组织粗化，且出现准等轴晶、等轴晶。     

铜板上激光熔覆制备Co-Ni-Cu梯度涂层

用10 kW CO2激光器,通过优化激光快速熔覆工艺参数,先在铜合金上制备镍基韧性过渡层,再在其表层采用同步送粉工艺,在上述镍基涂层表面制备了结合良好且组织细小致密、无缺陷的钴基合金涂层,成功制备了Co-Ni-Cu梯度涂层.铜基体-镍基过渡层-钴基工作层的成分、组织和热物理性能呈现梯度分布,使熔覆过程中的热应力被缓解,完全避免了裂纹的产生.M7C3和M23C6型碳化物及钴基固溶体的形成使钴基工作层显微硬度高达655 HV,是铜合金硬度(90 HV)的7.3倍,而且从铜合金基体至镍基过渡层再到钴基工作层,显微硬度也呈梯度平缓增大,因此涂层具有无裂纹、内韧外硬的特性.     

WC添加量对Ni基复合涂层结构和耐蚀性的影响

在45钢表面上成功地用真空熔烧法制得Ni基合金—WC复合涂层，对不同WC含量的涂层的微观结构、显微硬度分布、相组成以及其耐蚀性进行研究．发现：硬质相添加量对复合材料的结构和耐蚀性能有很大的影响．涂层与母材间形成了牢固的冶金结合，两者间伴有大量C元素和合金元素的深层扩散，涂层与母材间具有良好浸润性．在一定范围内，随WC添加量的增加，涂层中总硬质相量减少．复合涂层材料有优良的耐蚀性能．在硫酸(质量分数10％)中其最大耐蚀性约是45钢的150倍，在盐酸(质量分数10％)中则约是45钢的20倍．     

哈氏合金表面脉冲电镀镍层的制备及其耐蚀性能

采用双脉冲电镀法在哈氏合金表面制备了纯镍涂层,主要研究了正向脉冲电流密度和正向周期对电镀镍层质量的影响及其耐熔盐腐蚀性能.结果表明:随着正向电流密度和正向周期的增加,镀层厚度增大,显微硬度呈先增后减的趋势.在本实验条件下,当正向电流密度为30 A/dm2、正向周期为70 ms时,镀层质量较好.哈氏合金基材和镀镍涂层的哈氏合金试样的腐蚀失重分别为0.083 7 mg/mm2和0.053 1 mg/mm2,基材经熔盐腐蚀后由于Cr元素大量流失而呈现典型的沿晶腐蚀特点,但镀镍试样经腐蚀后镀镍层仍与基材紧密结合,基体区组织未发生明显变化,优化制备的电镀纯镍涂层显著提高了哈氏合金基体的耐熔盐腐蚀性能.     

钢表面激光熔覆TiC_P/Fe基合金复合耐磨涂层

在２０钢表面用激光束熔覆了ＴｉＣ颗粒与Ｆｅ基自熔合金复合耐磨涂层。对涂层的组织、化学成分、硬度及耐磨性进行了分析。结果表明，熔覆层主要由γ－Ｆｅ，α－Ｆｅ（马氏体）和ＴｉＣ颗粒组成。为获得平整而无裂纹的表面复合涂层，随预涂覆层的ＴｉＣ量的增加，所需激光能量密度提高，复合涂层的硬度及耐磨性也随之增加。     

钢表面热浸镀AlZnSi合金镀层防腐蚀技术研究

创新性地采用了热浸镀二次助镀工艺,对常用型钢试样表面进行防腐蚀处理,如镀Zn,镀Al-Zn-Si合金,镀Zn-Re及镀Al-Zn-Si-Re合金.对热浸镀处理后的型钢试样进行拉伸试验,对其组织形貌进行观察,对其力学性能进行测试.另外,在实验室条件下进行模拟酸雨试验和盐雾试验,对各类镀层的耐腐蚀性能进行研究,并与工业镀Zn件的耐蚀性进行对比研究,进而对其使用寿命进行预测.结果表明：热浸镀工艺对型钢的力学性能无不利影响,两种镀层防腐蚀性能优秀,Al-Zn-Si合金镀层对钢材表面的防腐蚀性能卓越,而Al-Zn-Si-Re合金的防腐蚀性能更佳.     

16Mn钢表面激光溶覆铁合金层的研究

利用C02激光器在16Mn钢表面实现Fe—Cr—Ni—B激光熔覆。观察了激光对熔覆层组织和显微硬度的影响；采用扫描电镜及X射线衍射仪分析熔覆层的成分和相组成。结果表明，熔覆层组织是树枝晶及胞状晶，熔覆层以非平衡的(Fe，Cr)相、(Fe，Ni)相存在。激光功率的提高位炼覆层组织细化、显微硬度提高，并使硬度分布更加趋于合理。     

镍基热喷涂层对列车车轮铸钢抗制动热疲劳损伤作用机制探讨

这里主要研究了镍基热喷涂层对车轮铸钢材料抗热疲劳的作用机制,分别对有涂层试样和未涂层试样进行了450～20℃温度幅下热疲劳试验.研究发现,镍基涂层试样在涂层表面出现一些腐蚀坑和微裂纹,但具有层状结构的韧性镍基涂层未出现剥落现象,涂层层状结构阻碍了涂层裂纹向基体的传播,镍基涂层很好地避免了基体材料的热疲劳损伤.而在同等条件下,未涂层试样不论是表面还是断口处都已经遭受到了较为严重的破坏.     

AZ31仿生沉积羟基磷灰石涂层的研究

采用镁合金AZ31作为研究对象,成功利用仿生法分别在24,48 h内在AZ31表面形成一次、二次羟基磷灰石涂层,随时间增加,涂层厚度增加.利用X射线衍射和扫描电子显微镜对涂层进行表征并对形成涂层的试样进行耐蚀性实验研究.结果表明,二次涂层试样表面的HA涂层比一次涂层试样在基体表面分布均匀致密,二次涂层试样的降解速率比一次涂层试样明显降低,通过控制涂层形貌、厚度可在一定程度上控制基体镁合金AZ31的降解速率.     

铝硅合金表面激光Ni/WC梯度层组织结构

利用5kWCO2激光器在铸造铝硅合金表面两次重熔预置合金粉末，制备出Ni/WC梯度层，并对它们的显微组织进行了分析，结果表明，在激光梯度层表面存在与单一激光合金化层不同的Al3Ni2区和未熔碳化钨，而在单一激光合金化层中所有的碳化钨颗粒全部溶解，在激光梯度层内自基体至表面铝，镍等元素的含量变化较单一激光合金化层缓和，显微硬度呈梯度变化，而单一的激光合金倾层显微硬度曲线存在一“平台”区，同基体组织之间硬度有较大差异。     

结晶器铜板上激光熔覆镍基合金

利用5kWCO2激光器在结晶器铜板上熔覆镍基合金,并研究了熔覆层组织性能.选用与结晶器铜板成分相近的镍基自熔合金粉末Nickel-baseHMSP1015-00(Ni1015),利用等离子喷涂技术在铜板上预涂Ni1015合金,然后再采用高能量密度激光进行重熔.借助OM,SEM和显微硬度计分析测定了涂层的显微组织形貌、组织成分和截面显微硬度分布情况.所得到的熔覆层表面平整均匀,与基体为冶金结合;熔覆层平均显微硬度为270HV0.05,是基体的3.2倍(85HV0.05).确定出本实验合适的激光熔覆工艺参数功率密度为1.58×102kW/cm2时,扫描速度为3~4m/min.