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。     

梯度M_7C_3增强铁基堆焊涂层显微结构与耐磨性研究

采用电弧堆焊工艺在Q235钢板表面制备了不同成分的M_7C_3增强铁基堆焊涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对M7C3增强铁基堆焊涂层的物相和微观结构进行表征,并通过"绝热法"和定量金相方法对堆焊涂层中组成相进行定量统计。采用显微硬度计和纳米压痕仪对堆焊涂层的硬度梯度和微观硬度进行测试,采用自制磨粒磨损试验机和冲蚀磨损试验机对堆焊涂层的耐磨性进行评价。结果表明,M7C3增强铁基堆焊涂层显微组织主要由初生(Cr,Fe)7C3碳化物和共晶(Cr,Fe)_7C_3/γ-Fe+α-Fe基体组成。随堆焊涂层中碳含量上升,初生碳化物尺寸增大、体积占比增加、稀释区厚度降低。与此同时,堆焊涂层抵抗低应力磨粒磨损的耐磨性逐渐增强,抵抗高应力冲蚀磨损的耐磨性逐渐变差。碳化物分布及其与基体的匹配是决定涂层耐磨性的重要因素。涂层中六棱棒状结构的初生(Cr,Fe)7C3碳化物硬度为21.4±0.3GPa,而断续网状结构的共晶(Cr,Fe)_7C_3碳化物硬度为18.8±0.3 GPa。     

Zn–38Al–3.5Cu–1.2Mg/SiCp复合材料稳定化处理下的磨损行为

高铝锌合金由于其高温耐磨性较差而受限于各种重型传动领域的使用，碳化硅增强体的加入有效改善了当前的困境。然而以高铝锌合金为基体的复合材料仍然有明显的时效缺陷，且随着重载长程传动的持续而引起摩擦温度剧增，复合材料摩擦表面微观组织中固溶体的溶解度增大，耐磨α相和减摩η相均向软基β相转换引起了微观结构的不稳定，从而导致摩擦工况中复合材料使用性能的不稳定。本文采用搅拌联合熔体超声工艺制备了纳米Zn–38Al–3.5Cu–1.2Mg/SiC_p复合材料试样，研究了不同稳定化处理下复合材料的干摩擦磨损行为，分析了磨损性能与磨损量、磨损表面形貌、纳米增强体的分散性以及复合材料微观组织结构的关系。研究结果表明，稳定化的复合材料内部的纳米SiC_p分布更加均匀，经稳定化处理后的复合材料的显微硬度随着接触表面温度的升高而在增大，未经过稳定化处理的复合材料显微硬度随着接触表面温度升高基本不变，并且稳定化工艺最优为380℃ × 6 h + 170℃ × 48 h。稳定化处理有利于复合材料中纳米增强体颗粒的分散，不仅细化了晶粒大小还增强了耐磨性，同时由于纳米SiC_p的高温热稳定性还进一步抑制了在磨损时复合材料微观结构中硬质相向软质相的转变过程，同时稳定化处理也有利于缓解纳米SiC_p在基体界面处所引起的裂纹源。     

等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1 426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm-2,腐蚀速度0.869 mm·a-1.     

扩散连接Al/Ni/0Cr18Ni9Ti复合材料的界面组织

选取纯Ni箔作过渡层,采用真空热压扩散工艺,在加热温度480℃、压力10 MPa、真空度1.0×10-2Pa的工艺条件下,制备了变形铝合金2024和不锈钢0Cr18Ni9Ti双金属复合材料.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度仪等测试分析方法,对双金属复合材料的2个连接界面及基体进行了组织、性能分析.结果表明:不锈钢/纯Ni界面形成了宽约8μm的互扩散区,但其过渡区无金属间化合物生成;Al/Ni界面生成了宽约4μm的扩散过渡区,过渡区的相组成为金属间化合物Al3Ni2、Al3Ni及Al3Ni5.     

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。     

等离子喷涂制备铁基非晶-纳米复合涂层

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量.     

螺杆泵转子表面HVOF喷涂WC涂层的耐磨抗蚀性能

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在螺杆泵转子基材45钢表面分别制备WC-12Co和WC-10Co-4Cr涂层,并利用SEM、EDS、XRD及显微硬度计等手段,表征了涂层的微观形貌、孔隙率、相结构和维氏硬度.在摩擦磨损试验和电化学试验基础上,探讨了涂层磨损和腐蚀机理.研究结果表明：WC-12Co涂层和WC-10Co-4Cr涂层组织结构致密,孔隙率分别为0.58%和0.48%,平均维氏硬度分别为1 385.87 HV_0.3和1 268.62 HV_0.3,磨损量分别为基体的19.5%和21.8%,WC-12Co涂层耐磨性最优;两种涂层磨损机制均为轻微的磨粒磨损,而基体以磨粒磨损为主,黏着磨损为辅;WC-12Co和WC-10Co-4Cr涂层的腐蚀电流密度分别为基体的21.1%和12.8%;WC-10Co-4Cr涂层电荷转移电阻最大,可见Cr氧化物所形成的钝化膜使WC-10Co-4Cr涂层的抗腐蚀性最佳;两种涂层均在WC与金属黏结相之间发生微电偶腐蚀,导致黏结相溶解和部分WC颗粒脱落,腐蚀产物起到保护涂层作用.     

碳钢WC-10Co-4Cr复合涂层的组织及性能研究

采用AC-HVAF热喷涂设备,在碳钢表面喷涂WC-10Co-4Cr复合涂层。用电子显微镜、X射线能谱分析仪、金相显微镜和磨损实验研究了涂层的均匀性、硬度、显微组织、化学成分、结合区形貌和相对耐磨性。结果表明:涂层厚度均匀、组织致密、硬度可达1200HV200;涂层与碳钢结合良好,没有孔洞,界面相容性良好;涂层试样的耐磨性比 45钢的耐磨性优良。     

8-羟基喹啉插层双氢氧化膜与溶胶–凝胶涂层对镁合金的腐蚀防护性能研究

采用8-羟基喹啉（8-HQ）插层双氢氧化物（LDH）膜为底层和溶胶–凝胶层相结合的方法,对AM60B镁合金进行了腐蚀防护性能的研究。采用扫描电子显微镜（SEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和电化学阻抗谱（EIS）等方法对LDH、LDH/溶胶–凝胶和LDH@HQ/溶胶–凝胶涂层进行分析。SEM图像显示,垂直生长的纳米片组成的LDH膜完全覆盖在表面。LDH/溶胶–凝胶和LDH@HQ/溶胶–凝胶涂层的形貌相同。此外,除了LDH@HQ/溶胶–凝胶涂层具有相对较高的表面粗糙度外,两种复合涂层的形貌几乎相同。虽然在3.5wt% NaCl溶液中,LDH膜具有与合金样品相同的阻抗行为,但其耐蚀性要高得多,这可能是由于其阻隔性以及对氯离子的捕获。与LDH薄膜相似,随着暴露时间的延长,LDH/溶胶–凝胶复合材料的耐蚀性降低。但其值远高于LDH膜,这主要与溶液路径的封闭有关。LDH@HQ/溶胶–凝胶复合材料的抗腐蚀性能优于LDH/溶胶–凝胶涂层,原因是8-HQ通过络合作用吸附在损伤部位。     

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.     

大面积Ni25合金梯度涂层的激光熔覆

激光熔覆是一种有效的金属表面改性方法。本文采用在45号钢上熔覆一层Ni25合金涂层。并对获得的熔覆层进行组织、硬度、耐磨和腐蚀性能的研究。结果表明:激光熔覆后的熔覆层表面的硬度、耐磨性和耐蚀性较基体有很大的提高。     

AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察了不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m2·a和1 278 g/m2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m~2·a和1 278 g/m~2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m~2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

碳化铬/铁基自熔合金复合涂层真空反应钎涂

以纯铁粉、硅粉、硼铁粉、铬铁粉、胶体石墨及镍粉为原料,通过真空反应钎涂在低碳钢基体上制备了碳化铬/铁基自熔合金复合涂层,涂层表面光滑、平整且与基体为冶金结合.应用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计,研究了涂层的组织结构、成分分布和硬度分布.结果表明:涂层为复合结构,其组织由Fe-Ni固溶体基底和原位合成的六棱柱Cr3C2相组成.涂层与基体间存在过渡区,过渡区内元素和硬度呈梯度分布;涂层表面硬度可达85HR15N以上.     

烧结温度对BN/Ni(Cr)自润滑材料组织与性能的影响

以Ni-20％Cr(质量分数)合金粉末作为基体材料,添加体积分数为31.4％的六方BN(h-BN)作为固体润滑剂,采用粉末冶金法制备BN/Ni(Cr)自润滑复合材料.研究不同烧结温度对该复合材料硬度、弯曲强度和孔隙率以及显微组织的影响.研究结果表明:BN/Ni(Cr)自润滑材料的硬度和抗弯强度与Ni-Cr颗粒烧结颈的形成、长大以及孔隙率的变化有关;当烧结温度不超过1 180℃时,随着温度的升高,BN/Ni(Cr)复合材料的孔隙率下降,硬度和弯曲强度均呈上升趋势.     

纳米SiO2涂层复合材料评价研究

以纳米SiO2粉末涂层复合材料为研究对象,系统地研究了其涂层结合力、涂膜显微硬度及耐磨性能随粉末含量的变化,并与对应的微米SiO2粉末涂层复合材料及传统材料进行比较,结果表明,与对应的传统复合材料及微米SiO2粉末涂层复合材料相比,纳米SiO2粉末涂层复合材料的涂层结合力及涂膜显微硬度都有非常明显的增加,但对耐磨性影响不大;并提出,涂层结合力以及涂膜显微硬度可以用作检测和评价纳米SiO2粉末涂层复合材料的物理参量。     

感应熔敷WC/Ni基复合涂层的组织和性能

采用高频感应熔敷技术，以Ni60A自熔合金粉末、微纳米碳化钨粉末为原料，在16Mn钢表面制备出以微纳米WC颗粒为增强相的Ni基金属陶瓷涂层，并测试了涂层的显微硬度。利用磨擦磨损试验机，以45#钢为对磨偶件，评价了涂层的滑动干磨擦性能。实验结果表明：涂层的硬度为890～910,磨擦系数为0．3-0．4，耐磨性比16Mn钢提高4倍以上。     

Al2O3对镁合金阴极电泳涂层耐磨耐蚀性的影响分析

为改善镁合金有机电泳涂层耐磨性能,通过硅烷偶联剂改性陶瓷粉体,并将陶瓷粉体充分分散于电泳漆中制得镁合金阴极电泳复合涂层,用铅笔硬度、摩擦磨损测试系统、画圈附着力方法、氯离子腐蚀试验、分别评价比较了阴极电泳涂层和加粉体后复合涂层的硬度、附着力、耐蚀性和耐磨性能。结果表明：硅烷改性Al2O3粉体的阴极电泳有机无机复合涂层厚度与不加粉体的相当,粉体的加入不会改变涂层与基体的附着力和耐蚀性,但可以增加涂层的硬度,极大地提高涂层的耐磨性。