反应等离子熔覆(Cr,Fe)7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用反应等离子熔覆技术,在45#钢表面制得以原位生成初生相(Cr,Fe)7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层.利用SEM,XRD,EDS和显微硬度计等分析了涂层的显微组织和硬度,分别在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了其磨损机理.结果表明,涂层组织包括(Cr,Fe)7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量(Cr,Fe)7C3构成的共晶,该涂层在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性.     

反应火焰喷涂TiC/Fe金属陶瓷复合涂层的组织结构

采用钛铁矿粉、石墨粉和铁粉为主要原料,利用反应火焰喷涂技术成功制备了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层. 采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等手段,研究了涂层的显微组织结构. 结果表明,反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层主要由TiC和Fe两相组成. 涂层具有多层多相的结构,即由TiC含量不同的片层交替叠加而成;在富TiC片层中,大量的、比较细小的(粒度小于0.5 μm)、大致呈球形的TiC颗粒弥散分布在Fe基体上. 这种显微组织结构有利于改善金属陶瓷涂层的耐磨性能.     

Mo2 NiB2基金属陶瓷的制备与性能

采用单质硼粉、镍粉和钼粉结合反应硼化烧结法制备了Mo2 NiB2基金属陶瓷,研究了Mo2 NiB2基金属陶瓷在烧结过程中的物相转变和尺寸变化以及烧结温度和保温时间对其力学性能和显微组织的影响.结果发现：随着烧结温度升高,材料物相逐渐由单质相变为二元硼化物相和三元硼化物相,并且材料的尺寸先发生细微收缩,再在硼化反应过程中逐渐增加,最后在液相烧结过程中逐渐减小;随着烧结温度升高,Mo2 NiB2基金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增加后减小,在1290℃达到最大,分别为1346.5 MPa和83.7 HRA,并且硬质相颗粒逐渐粗化;保温时间对材料性能的影响与烧结温度一致,但在保温30 min时抗弯强度最大(1453.3 MPa),保温60 min时硬度最大(83.7 HRA).     

纳米TiN粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷的制备工艺

在基体中添加纳米TiN粉(质量分数为0.05)的条件下,用三点弯曲法和扫描电镜等研究了粉末单向冷模压压制工艺和烧结技术对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响.实验结果表明:烧结坯的抗弯强度先随生坯的压制压力(≤150 MPa)增加而增加,随后(210 MPa~600 MPa)增加缓慢,最后(≥600MPa)下降;烧结坯的变形率则随生坯的压制压力(≥300 MPa)增加而增大;最佳生坯的压制压力范围是150MPa~210 MPa.实验结果表明:两阶段烧结法优于传统烧结法,烧结坯的微观组织均匀,抗弯强度增加.     

复合添加剂对金属陶瓷惰性阳极导电性的影响

为了改善金属相对陶瓷相的润湿,充分发挥金属相的作用,在合成含10%Ag的Ag/NiFe2O4金属陶瓷过程中引入添加剂TiO2和V2O5,采用粉末冶金法制备Ag/NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极.原料NiO,Fe2O3,Ag和微量TiO2,V2O5经混料、成型后在1 250℃下烧结6 h.研究了添加剂TiO2,V2O5对Ag/NiFe2O4金属陶瓷微观形貌以及对试样电导率的影响.研究结果表明,复合添加TiO2,V2O5后金属银在陶瓷相中呈线状分布,EDX分析发现金属相中含有陶瓷相的组成,说明金属相与陶瓷相间的润湿性有所改善;同时试样的电导率有了显著提高.当添加0.5%TiO2,2.0%V2O5时试...     

前处理与超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层对TC21钛合金疲劳性能的影响

为研究喷砂与喷丸前处理及超音速火焰喷涂(HVOF)WC-17Co金属陶瓷涂层对新型超高强度TC21钛合金疲劳性能的影响,利用旋转弯曲疲劳试验机研究了疲劳性能的变化规律,利用X射线衍射仪、表面粗糙度仪、显微硬度计、扫描电子显微镜和X射线应力测试仪等分析了前处理及涂层的基本特性与表面完整性.结果表明,喷砂与喷丸前处理均可以在TC21钛合金表面引入残余压应力;HVOFWC-17Co涂层与钛合金基材结合紧密,涂层硬度显著高于钛合金的表面硬度,但涂层的次表层存在一定的残余拉应力.喷丸能够显著提高TC21钛合金的疲劳抗力,主要归因于喷丸引入了表面残余压应力;喷砂对钛合金疲劳抗力无显著影响,此归因于喷砂引入的表面残余压应力与造成的表面缺口效应的相互抵消.TC21钛合金喷砂后进行WC-17Co涂层处理,其疲劳抗力较基材显著降低,此归因于HVOF过程的热效应极大地松弛了喷砂表面的残余压应力,WC-17Co涂层韧性低、含孔洞型缺陷、且有残余拉应力,以及喷砂造成的钛合金表面缺口效应的综合作用.TC21合金喷丸后进行WC-17Co涂层处理,其疲劳抗力较基材有所降低,但降低的程度比喷砂预处理试样小这是因为喷丸处理改善疲劳抗力的有利作用部分弥补了WC-17Co涂层及HVOF高温效应对疲劳抗力的不利影响.     

高性能Ti(C,N)基金属陶瓷的制备与组织研究

采用特殊工艺进行了金属陶瓷材料原料粉体的氮化处理,并对粉体的氮化效果进行了SEM、XRD和EDS能谱分析,检测氮化制备出的(Ti, W,Mo)(C,N)固溶体粉末的固溶效果.采用该氮化预固溶粉体,17%Ni粉,8%Mo粉的添加方式进行了金属陶瓷刀片的烧结,并对烧结后的刀片断口形貌、组成成分、相关物理和力学性能进行了分析.结果表明,采用此氮化工艺烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷材料,呈现出典型“芯—环”壳层结构,其“芯”部富含Ti元素,“环”部富Mo和W元素.该壳层结构显著提高了金属陶瓷材料的强韧性.因此,采用此氮化工艺烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷料性能超过传统Ti(C,N)基金属陶瓷材料性能.     

TC4表面激光熔覆硬质涂层的制备与分析

为解决TC4钛合金硬度低、耐磨性差等缺点，利用激光熔覆技术，采用4 kW大功率Laser4000半导体激光器，在TC4表面制备了以HfC、TaC和ZrC等比例三元陶瓷相（比例分别为0%、5%、10%、15%）为增强相的钛基硬质涂层。熔覆结束后对熔覆件进行切割、打磨、抛光和腐蚀制备金相试样，利用电子显微镜（EM）、扫描电镜（SEM）、EDS能谱仪、X射线衍射仪（XRD）等试验手段对不同材料组分的熔覆涂层进行了宏观形貌、微观组织和性能的对比分析；利用TH120A里氏硬度计测熔覆层的宏观硬度值，利用Qness型号维氏显微硬度计分析熔覆试样截面微观硬度变化规律。研究结果表明：三元陶瓷相的添加，使熔覆层与基材形成了良好的冶金结合，并且基材与熔覆层有着明显的平滑的分界线；熔覆层主要由α+β针状马氏体基体及析出的棒状和块状α相组成，其中添加质量分数为15%的三元陶瓷增强相的涂层熔覆层由块状晶组成，且晶粒最为粗大，添加质量分数为5%和10%的三元陶瓷增强相的涂层，棒状和块状的α相尺寸明显变小，晶粒明显被细化，组织更加均匀致密；熔覆层柱状和块状α相的主要成分为Ti以及微量的Al、Zr、Hf和V元素，涂层...