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。     

石墨改性Ni60A钎焊金刚石机理及其力学性能研究

针对Ni60A制备钎焊金刚石砂轮时金刚石热损伤严重、砂轮基体变形严重等问题,采用不同质量分数的石墨改性Ni60A钎焊金刚石,研究了石墨对Ni60A钎焊金刚石成型机理及力学性能的影响.结果表明,Ni60A中添加石墨钎焊金刚石,经王水腐蚀后,金刚石表面形成Cr_3C_2(片状)、Cr_7C_3(柱状中空)、共晶石墨(丝状)和金属化合物;随着Ni60A中石墨含量增加,金刚石表面形成石墨和非晶态碳的含量、金刚石内残余应力(拉应力和压应力)的最大值均减小,钎焊层的硬度降低;钎焊层组织为γ-Ni固溶体以及均匀分布的金属化合物和无序分布的石墨.     

H13钢表面激光熔覆Ni60A合金组织及性能分析

利用HUST-5000横流CO2激光器在H13热作模具钢表面制备了Ni60A镍基合金涂层。采用金相显微镜和XRD等对熔覆层的微观组织及成分进行了分析,利用显微硬度仪和磨损试验机分别测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能。分析表明,激光熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层的组织主要由FeNi3、Ni2Si和γ(Fe-Ni)等相组成;熔覆层显微硬度HV0.2在800~900之间,明显高于H13钢基体的硬度。摩擦磨损试验表明,在相同的条件下,熔覆层的耐磨性能是基体的2倍多,且随载荷的增加,磨损量的变化较小。     

WC/12Co颗粒增强Ni60A复合涂层的组织及耐磨性能

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢表面制备不同配比的WC/12Co+Ni60A复合涂层.利用SEM、EDS、XRD等分析技术对该涂层的形貌特征、物相组成和微区成分进行分析,并对涂层硬度及耐磨性进行测试.结果表明:在Ni60A中添加WC/12Co颗粒可使涂层的硬度和耐磨性显著提高,当WC/12Co质量分数为30%时,复合涂层的耐磨性较Ni60A涂层的耐磨性提高10.4倍;WC/12Co+Ni60A复合涂层主要由WC增强颗粒、γ-Ni基体及基体上分布的Cr2B、Cr7C3、Ni3Si2、W2C等相组成.其中大部分未熔的WC颗粒弥散分布在γ-Ni基体上形成硬质点相,是提高涂层耐磨性的主要因素;同时WC颗粒的存在对γ-Ni基固溶体基体有强化作用,使得涂层耐磨性进一步提高.     

钢表面激光熔覆铁/镍基合金熔覆层的组织与性能研究

针对提高20Cr13不锈钢的表面性能,采用激光熔覆技术在基体表面制备M2铁基和Ni60A镍基合金熔覆层;通过使用光学显微镜、显微硬度计以及电化学工作站对两种熔覆层进行金相组织、显微硬度和电化学腐蚀性能差异性研究;结果表明:铁基、镍基熔覆层与基体结合界面均有明显的白亮带,无气孔、裂纹等缺陷;铁基涂层微观组织主要由等轴晶和胞状晶组成,镍基涂层微观组织主要由和树枝晶组成;铁基涂层的显微硬度为5417 HV,镍基涂层的显微硬度为5923 HV,约为基体显微硬度（2207 HV）的2~3倍;铁基、镍基涂层均与20Cr13钢基体表面形成了较好的冶金结合,二者表面硬度均有了有显著提升,在熔覆区采用Ni60A镍基材料时的显微硬度要比采用M2铁基材料时的显微硬度高,而在热影响区部位两者显微硬度相差不大;铁基涂层的自腐蚀电位（-021 V）略高于镍基涂层的自腐蚀电位（-023 V）,铁基涂层的耐腐蚀性优于镍基涂层。     

亚音速火焰喷涂钛/生物微晶玻璃涂层结构研究

采用亚音速火焰喷涂方法及涂层处理技术,以Ti6Al4V为基体,喷涂钛-生物微晶玻璃,涂层经700℃晶化处理.采用TG-DSC、X射线衍射法(XRD)测试粉体相组成,金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)观察涂层显微结构.结果表明:亚音速火焰喷涂制备钛/生物微晶玻璃涂层表面存在大量孔洞结构,有利于骨组织的生长,提高种植体与骨组织间的结合强度.钛-生物微晶玻璃涂层结合紧密,未见明显裂纹,Ti-BG过渡层起到了缓解涂层应力、提高涂层的结合强度的作用.     

等离子熔覆Ni基耐磨涂层制备及摩擦学性能

以商用WF260合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术在20钢表面制备镍(Ni)基耐磨涂层。在室温干摩擦条件下,采用MM-200型摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)等对涂层的微观结构和组织成分进行了表征。研究结果表明:所制涂层呈层片状分布,与基体的冶金结合良好,表面存在孔隙现象。组织中存在大量的树枝晶,等离子熔覆层中主要物相为γ-(Ni,Fe)、(Fe,Cr,Ni)mCn、Cr_2Ni_3、BPO_4及Fe_5C_2。20钢的磨损率为1. 90 mm~3/min,涂层的磨损率为0. 26 mm~3/min,大幅改善了基体的耐磨性。涂层的磨损机制为磨粒磨损以及氧化磨损,其主要强化机制为弥散强化和固溶强化。     

20Cr13钢表面激光熔覆铁/镍基合金熔覆层的组织与性能研究

针对提高20Cr13不锈钢的表面性能,采用激光熔覆技术在基体表面制备M2铁基和Ni60A镍基合金熔覆层;通过使用光学显微镜、显微硬度计以及电化学工作站对两种熔覆层进行金相组织、显微硬度和电化学腐蚀性能差异性研究;结果表明:铁基、镍基熔覆层与基体结合界面均有明显的白亮带,无气孔、裂纹等缺陷;铁基涂层微观组织主要由等轴晶和胞状晶组成,镍基涂层微观组织主要由和树枝晶组成;铁基涂层的显微硬度为541.7 HV,镍基涂层的显微硬度为592.3 HV,约为基体显微硬度(220.7 HV)的2～3倍;铁基、镍基涂层均与20Cr13钢基体表面形成了较好的冶金结合,二者表面硬度均有了有显著提升,在熔覆区采用Ni60A镍基材料时的显微硬度要比采用M2铁基材料时的显微硬度高,而在热影响区部位两者显微硬度相差不大;铁基涂层的自腐蚀电位(-0.21 V)略高于镍基涂层的自腐蚀电位(-0.23 V),铁基涂层的耐腐蚀性优于镍基涂层。     

等离子喷涂NiCrAl/ZrO2过渡层对FeCrAl/γ-Al2O3结合性能的影响

为改善催化剂中 γ-Al2 O3 分散层与 Fe Cr Al基体的结合力 ,采用等离子喷涂技术在合金表面制备了 Ni Cr Al/Zr O2 混合涂层作为过渡层。利用 X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针仪 ,研究了 10 73 K氧化后过渡层的变化 ,并考察了超声振动和热冲击后涂层的剥落情况。结果表明 ,过渡层表面相主要是 Ni和 Zr O2 ;内部组织包括喷涂材料层、氧化物夹杂、孔洞及未熔融颗粒 ;与基体为冶金结合。随着高温氧化时间增加 ,过渡层表面 Ni O晶粒增多并长大 ;内部发生了合金元素互扩散 ;界面处 Ni,Al含量明显增加。这种表面预处理形成了粗糙多孔的过渡层 ,提高了氧化铝分散层与金属基体的粘结力 ,并缓解了界面处的热应力     

反应超音速火焰喷涂TiC-TiB2-Ni涂层的组织性能

基于反应超音速火焰喷涂技术,以钛粉、炭化硼、石墨和镍粉为原材料,在45#钢基体上制备3种TiC-TiB2-Ni涂层,并对涂层组织与相关性能进行研究.结果表明:Ti-B4C-C-Ni粉末组元在喷涂过程中发生剧烈的放热反应,可以合成TiC-TiB2-Ni金属陶瓷涂层,Ti-B4C之间发生反应的趋势和剧烈程度明显大于Ti-C之间的;涂层中除主要组成相TiC,TiB2和Ni外,还含有一定量的Ti(C,N),TiO2,Ti2O3和NiO相;随着TiB2含量的减少,涂层中的气孔和夹杂物含量增多,显微硬度和结合强度逐渐降低,滑动磨损量明显升高,涂层耐磨性能下降;利用Ti-B<4>C-Ni材料组元制备的TiC-TiB2-Ni涂层的性能最优,涂层的滑动磨损失效形式主要表现为脆性剥落和犁削.     

亚音速火焰喷涂钛-生物玻璃涂层组织与性能研究

采用亚音速火焰喷涂方法及涂层处理技术,以Ti6Al4V为基体,喷涂钛-生物玻璃,涂层经700℃晶化处理.用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层显微结构,X射线衍射法(XRD)测试涂层相组成,采用基于GIXRD的残余应力分析方法测量涂层残余应力.结果表明:亚音速火焰喷涂钛-生物玻璃涂层沿裂纹处有晶态析出物TiO2,起到弥合裂纹的作用.添加生物玻璃G后,涂层表面有针状结构晶体Na2Ti6O13析出,新相Na2Ti6O13具有一定的有生物活性.涂层残余应力均为压应力,其值与生物玻璃含量成正比.     

基体热导率对超音速火焰喷涂Al-Cu-Cr准晶涂层相组成的影响

为研究基体热导率对超音速火焰(HVOF)喷涂Al-Cu-Cr准晶涂层相组成的影响规律,采用相同的热喷涂参数,分别在304不锈钢、45#钢、工业纯铝和紫铜基体表面制备涂层.X射线衍射分析结果表明:喷涂准晶粉末Al65Cu20Cr15中含有二十面体准晶相I-Al65Cu24Cr11和极少量具有单斜结构的晶体相-θAl13Cr2(即Al83Cu4Cr13);而超音速火焰喷涂形成涂层中除这两相外,还生成了一种新相,即具有体心立方结构的晶体相-αAl69Cu18Cr13,为I相的晶体类似相.晶体相θ和α与准晶相I之间对应衍射峰的强度比值θ/I和α/I随基体热导率的提高而增大.304不锈钢为基体的涂层中,准晶相I含量比紫铜为基体的涂层中的高,而晶体相θ和α的含量比后者低.     

工艺参数对Ni60-Cu/BaF2·CaF2定向结构涂层组织和性能的影响

采用氧乙炔火焰喷涂+感应重熔+强制冷却相结合的复合技术制备了Ni60-Cu/BaF₂·CaF₂定向结构复合涂层,研究了感应重熔参数对Ni60-Cu/BaF₂·CaF₂定向结构复合涂层组织结构、元素分布、微观硬度的影响.研究表明:过低的感应重熔功率(7 kW)不能提供涂层足够的熔化热,不能保证涂层完全的熔融状态,过高的感应重熔功率(15 kW)导致过高的热输入,使基体元素向涂层过量扩散以及组织粗大,硬度降低.当感应重熔功率为10 kW时,定向结构涂层获得了良好的微观组织,涂层中组织致密且柱状晶明显,涂层与基体间的冶金结合带也较为平整,且涂层的硬度值较高.     

镍基涂层和2种钢的冲刷腐蚀特性及其电化学行为

研究了2种超音速火焰喷涂Ni基涂层(Ni60JH与Delelo50)和2种钢(1Crl8Ni9Ti与20钢)在液固两相流中，冲刷腐蚀的交互作用及其电化学行为，并对其冲刷腐蚀机制进行了探索性分析．研究结果表明，Ni60JH和Delelo50涂层的腐蚀质量损失率分别为基体材料的1／30和1／16，Ni60JH涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高15倍多，并与1Crl8Ni9Ti不锈钢相当，且Delelo50涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高5倍多．Ni60JH涂层主要以切削、犁削冲蚀磨损机理为主，而Delel050涂层和2种钢主要以犁削、塑性变形、翻边冲蚀磨损机理为主．2种涂层和不锈钢在纯腐蚀时均处于钝化状态，在冲刷腐蚀时均处于活化溶解状态．     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层高温摩擦-磨损性能

采用超音速火焰喷涂法在H13钢表面制备WC-12Co涂层,通过扫描显微镜、X线衍射仪和能谱仪分析其表面-界面形貌、物相和化学元素组成。利用球/平面接触方式进行涂层高温磨损试验,通过扫描电镜和能谱仪分析磨痕形貌和化学元素的变化,讨论高温对涂层摩擦因数和磨损性能的影响。研究结果表明:涂层界面致密,与基材紧密结合;在600,700和800℃时涂层平均摩擦因数分别为0.395 5,0.327 1和0.266 4;600℃时涂层以黏着磨损为主,700℃时涂层以氧化磨损为主,并伴有磨粒磨损,800℃时涂层以严重的氧化磨损为主。     

不同材料涂层/基体界面应力的有限元评价

涂层／基体结合强度是衡量喷涂质量的关键指标。利用有限元方法对涂层／基体剪切结合强度的测定方法进行了力学分析，着重讨论了涂层／基体交界面上的应力分布，然后，在此基础上，针对3种不同涂层材料（Al2O3、Al、Cr3C2/Ni-Cr），对涂层－基体交界面进行了应力分析，比较了不同的涂层材料性能对涂层／基体剪切结合强度的影响，给实际喷涂工艺有一定的指导意义。     

激光熔覆原位自生TiC增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层研究

运用激光熔覆技术在GH864镍基合金表面制备原位自生TiC颗粒,以增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层.实验结果表明:利用激光表面熔覆技术,可以在镍基合金表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层、涂层和基体呈良好的冶金结合,涂层宏观质量完好,无裂纹和气孔等缺陷.涂层组织由γ Ni、Ni3(Si,Ti)、Ni5Si2和TiC组成.涂层的显微硬度可达HV780,是基材显微硬度的2.5倍.     

超音速火焰喷涂制备双峰WC-12Co涂层组织性能研究

采用JP-8000型超音速火焰(HVOF)喷涂设备,在低碳钢基体上制备了双峰WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能.并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损后的涂层表面形貌进行了观察.结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳...     

B4C颗粒增强镍基合金喷涂层耐磨性研究

采用化学镀技术在B4C颗粒表面包覆一层镍合金层，并采用亚音速热喷涂技术制备了Ni60-B4C（包覆镍）涂层，在销盘式磨损试验机上进行涂层的磨粒磨损实验，结果表明：镍合金包覆层增大了B4C颗粒与涂层中Ni60基体界面的结合强度，阻止了B4C颗粒在火焰加热过程中的氧化分解，同时Ni60-B4C（包覆镍）复合涂层的耐磨性，随B4C颗粒含量（≤15％）的增加而增加。     

超音速等离子喷涂制备AgSnO_2/Cu复合电接触材料及其性能研究

使用化学共沉淀、高能球磨法制备AgSnO2粉体作为喷涂粉末,利用超音速等离子喷涂技术在纯Cu表面制备AgSnO2涂层。对涂层的组织结构和成分进行分析,并测定涂层的显微硬度、结合强度以及电性能。结果表明,制备所得的AgSnO2涂层具有等离子喷涂涂层所特有的层状结构,且涂层较为致密;涂层表面显微硬度平均值为88.2 MPa;涂层与基体平均结合强度为17.3 MPa;AgSnO2/Cu复合触头材料具有较低的质量损失率和良好的抗电弧侵蚀特性。