B_4C对激光熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性的影响

运用 5kWCO2 连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Co基合金涂层 (Co5 5 )及Co基合金中添加 2 0 %B4C(体积分数 )的复合涂层 (B4C/Co) ,研究了B4C对熔覆层组织、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明 ,两种熔覆涂层均为树状枝晶生长的亚共晶组织。Co5 5涂层主要由大量初生枝晶γ固溶体及其间的共晶组织γ与 (Cr,Fe) 7C3 组成 ;B4C/Co涂层主要由γ -Co ,Cr7C3 ,Cr2 3 C6,CrB2 和Fe2 3 (C ,B) 6组成 ,添加的B4C粒子在熔覆过程中全部熔解 ,但B4C/Co涂层组织与Co5 5相比明显细化。B4C/Co涂层的显微硬度及耐磨性比Co5 5涂层都明显提高 。

Y_(2)O_(3)对激光熔覆Stellite156钴基合金涂层的作用机制

为了提高H13模具钢的韧性和淬透性,延长使用寿命,在其表面激光熔覆了Stellite156钴基合金涂层。熔覆过程中,为了减少涂层气孔、细化组织晶粒和改善涂层的硬度以及耐磨性,制备了不同Y_(2)O_(3)含量(0、0.5%、1.5%、2.5%、3.5%)的Stellite156钴基合金涂层。利用金相显微镜分析涂层的形貌和气孔,利用SEM和XRD分析涂层的显微组织及物相组成,利用EDS分析涂层中合金元素的偏析情况,利用显微硬度计对涂层的硬度进行检测,最后利用摩擦磨损实验机测试涂层的耐磨性。分析实验结果发现:Y2O3含量对涂层的外观影响不大,较少的Y_(2)O_(3)含量可改善熔池的热对流,有效减少涂层中的气孔数量。Y_(2)O_(3)含量为2.5%时,涂层中气孔增加,涂层物相主要有Cr-Ni-Fe、Cr、Ni17W3及少量Y_(2)O_(3)和(Cr,Co,Ni)23C6;与未添加Y2O3的涂层相比,涂层晶粒度明显减小,晶粒排列更为细密整齐,涂层晶粒与晶界的成分偏析也明显改善。当Y_(2)O_(3)含量从0增加到2.5%时,涂层最大平均显微硬度HV值达到了560,高于基体的500;但当Y_(2)O_(3)含量继续增加到3.5%时,涂层硬度又明显减小,甚至低于未添加Y_(2)O_(3)的涂层硬度值。适量的Y_(2)O_(3)能够起到改善涂层气孔缺陷、细化晶粒、改善成分偏析以及提高涂层硬度的作用,进而提高涂层的耐磨性。

激光熔覆钴基合金涂层稀释率预测数学模型构建

激光熔覆操作过程中,很多参数都会对涂层稀释率具有影响,稀释率过大、过小都会直接关系到激光熔覆涂层质量。基于上述背景,构建激光熔覆钴基合金涂层稀释率预测数学模型。计算影响因素与稀释率之间的灰度关联度,筛选出大于1.0的影响因素作为预测模型的自变量。参照选出的影响因素,通过实验采集样本数据。将样本数据输入到基于多元回归模型当中,估算回归系数,完成预测模型构建。结果表明:所构建的预测模型应用下,激光熔覆钴基合金涂层稀释率预测值与实际值之间的拟合优度均大于0.9,说明所构建的预测模型准确性较高。

镍基合金表面激光熔覆钴基合金涂层的性能研究

为提高Inconel600镍基合金硬度和耐磨性,利用钴基合金硬度高、耐磨性好、抗高温的性能,结合激光熔覆技术的熔覆层组织致密、熔覆性能优良、稀释率小、与基体结合好和变形小的优势,在镍基合金基材表面采用同步送粉的方式熔覆钴基合金粉末耐磨涂层,研究对涂层性能影响。通过改变激光功率和搭接率对试件进行熔覆,经对熔覆层表面和截面的显微硬度的检测,与基材原本截面显微硬度的比较。结果表明:搭接率的变化直接影响熔覆层的厚度及平整度,在Inconel600镍基合金表面熔覆耐磨钴基材料后大幅提升其硬度性能,熔覆层硬度是基体硬度的2.8倍,显著提高了熔覆层的硬度和耐磨性能,达到表面改性的目的。

等离子喷涂T800钴基合金涂层的研究

采用等离子喷涂技术制备T800钴基合金涂层.使用多晶X射线衍射仪和扫描电子显微镜对涂层组织结构进行了研究,并通过显微硬度测试、常温磨损性能测试实验、400℃磨损性能测试实验评价了涂层的硬度和耐磨性能.实验表明,等离子喷涂T800钴基合金涂层致密且含有Laves强化相.28~32 kW喷涂功率范围内,涂层含有Co与Co_3Mo_2Si,而在超过32 kW喷涂功率下涂层开始出现另一种Laves相CoMoSi.所制备涂层的磨损机理为磨粒磨损和疲劳磨损.

激光熔覆钴基合金涂层的组织与耐磨性

利用激光熔覆技术在蠕墨铸铁表面制备了钴基合金涂层,用SEM和EDS对熔覆层和结合区进行了组织和成分分析,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对其进行了显微硬度和抗摩擦磨损性能测试。试验结果表明,当激光功率为3 kW、光斑尺寸为4 mm×2 mm、激光扫描速度v=8 mm/s时,熔覆层没有夹渣和孔隙,熔覆层与基体之间形成了冶金结合;熔覆层晶粒细小,偏析范围小,符合快速凝固的过程。钴基合金涂层可以有效的提高蠕墨铸铁表面的硬度和抗摩擦磨损性能。

17-4PH不锈钢表面激光熔覆钴基合金涂层的空蚀行为研究

采用激光熔覆方法在汽轮机叶片材料0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)沉淀硬化不锈钢表面制备Co基合金涂层,并研究其在蒸馏水和3%NaCl溶液中的空蚀行为.用扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析熔覆层的显微组织及元素分布并跟踪观察空蚀后试样表面的形貌;用X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计分别检查空蚀前后熔覆层的相组成和横截面的硬度变化.结果表明:在17-4PH不锈钢表面采用激光熔覆制备的Co基合金熔覆层具有非常优异的抗空蚀性能,这与熔覆层组织中碳化物骨架的强化作用以及空蚀过程中发生的应变诱发马氏体相变密切相关.

钴基合金/TiN陶瓷复合硬面涂层的制备及性能

在316L不锈钢基体表面分别采用等离子喷焊和离子镀膜技术制备了钴基合金/TiN陶瓷复合涂层,对复合涂层的成分、结构、表面硬度及高温抗水蒸汽氧化性能进行了表征和分析。结果表明:该复合涂层利用氮化钛陶瓷层的超高硬度解决了钴基合金耐磨性不足的弱点,而钴基合金涂层对陶瓷层形成了良好的支撑,涂层的硬度呈梯度分布;同时TiN陶瓷涂层显示出优异的高温抗水蒸汽侵蚀能力,对提高球阀的使用寿命具有很高的实用意义。

热处理对激光熔覆钴基合金涂层硬度与耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在球墨铸铁表面制备钴基合金涂层,对钴基合金涂层进行了不同工艺的热处理。对不同工艺热处理试样组织进行了分析,讨论了不同工艺对钴基合金涂层硬度和耐磨性的影响。热处理试样的硬度相较于未处理试样均得到了提高。其中950℃分别处理1和2 h的试样硬度变化相似,分别为51.35和51.15 HRC,再后续825℃时效后的硬度分别为52.50和52.08 HRC。未处理试样的磨损量最高,耐磨性表现最差;其中950℃×1 h+825℃×24 h磨损量减少约5.3%;950℃×3 h+825℃×24 h磨损量减少约12.8%,表现出较好的耐磨性能。

不同载荷下激光熔覆钴基合金涂层的摩擦学性能研究

采用激光熔覆技术在GCr15轴承钢基体上制备了钴基合金涂层,对涂层进行了微观组织、显微硬度以及不同载荷下的干摩擦磨损试验研究。结果表明:从熔覆层底部至顶部显微组织分别以平面晶、柱状晶、树枝晶和等轴晶形态分布;由于合金元素的固溶强化、碳化物硬质相的弥散强化与显微组织的细晶强化,涂层的平均显微硬度较GCr15轴承钢提高约1.36倍;随外加载荷的增加,激光熔覆层的平均摩擦系数呈下降趋势,从0.342降至0.261,且波动幅度逐步减小,而磨损率逐渐增大至27.93×10^(-2)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),不同载荷下的涂层呈现不同磨损机制,在150 N的载荷下,涂层以磨粒磨损和轻微氧化磨损为主,随着载荷增加到300 N时,涂层以氧化磨损和粘着磨损为主,当载荷达到450 N时,由于形成了稳定氧化釉质层与加工硬化层,涂层的磨损形式以微切削和强塑性变形为主,磨损表面光滑平整。

RBF神经网络在激光熔覆钴基合金涂层稀释率预测中的应用

应用光纤激光器在GCr15轴承钢表面激光熔覆制备钴基合金涂层,运用正交试验研究激光功率、扫描速度与送粉率等工艺参数对熔覆层稀释率的影响,通过极差分析确定影响稀释率的关键因素,基于正交试验结果采用RBF神经网络建立激光工艺参数与熔覆层稀释率之间的预测模型,并用测试样本对网络进行检验。结果表明:对稀释率影响最显著的因素为送粉率,由于粉末熔化存在所需能量阈值和"热屏蔽"效应,稀释率并非随着激光功率和送粉率的增大而一直增大或减小,而是存在波动现象;随着扫描速度的增大,稀释率不断变小,稀释率的变化由各熔覆工艺参数交互作用决定。经过试验数据训练后的RBF神经网络模型可以实现对不同激光工艺参数下制备的钴基涂层稀释率进行预测,预测值和试验测得值之间的相对误差都在6%以内,具有较高的预测能力。

AZ91D镁合金表面激光熔覆钴基合金涂层及性能分析

为改善AZ91D镁合金的表面性能,采用预置粉末脉冲激光熔覆法在镁合金表面制备钴基合金涂层,用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析熔覆层与基体结合界面特征、熔覆层成分。并结合Co-Cr相图、Co-W-C相图分析了熔覆层的组织形成过程,对基体及熔覆层显微硬度和耐蚀性进行测试。结果表明:合金层与基体冶金结合,熔覆层无明显缺陷;熔覆层硬度约为560HV达到基体的9倍;钴基合金层的耐蚀性能较高,自腐蚀电位比AZ91D镁合金基体提高1.18V,腐蚀电流降低约5个数量级。

不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究

为满足某装置用阀门密封面材料不能含有钴的要求,通过激光熔覆两种无钴镍基合金粉末,在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出具有梯度硬度分布的较厚涂层,分析了涂层的微观组织、硬度及界面结合强度。结果表明,采用硬度较低的镍基合金涂层作为过渡层,解决了具有较高硬度镍基合金涂层的开裂问题;涂层与基体及两种镍基合金涂层之间界面连续过渡,硬度呈梯度变化,涂层表面硬度达HRC47;涂层与基体界面为完全冶金结合,其界面结合强度大于565MPa;经弯曲及热震试验后,涂层未出现开裂及剥落现象,说明涂层具有良好的抗热震性能。

激光熔覆陶瓷增强Co基合金涂层摩擦磨损性能研究的现状

耐磨涂层能改善低碳钢等材料制作的机械零件和工程构件的耐磨性,不仅节约了贵金属,还降低了生产成本。激光熔覆技术是一种制备耐磨涂层的方法,包括同步送粉法和预置粉末法,可用来在低碳钢等材料表面制备钴基合金涂层和陶瓷增强钴基合金涂层等。介绍了国内外采用用激光熔覆技术制备的钴基合金涂层和陶瓷颗粒增强钴基合金涂层的耐摩擦磨损性能的研究进展,提出了在采用激光熔覆技术制备陶瓷增强钴基合金涂层方面亟待解决和进一步研究的问题,如涂层易开裂、研究结果缺乏普遍性等。

激光熔覆碳化钨/钴基合金复合涂层的组织与耐磨性能

采用激光熔覆技术在45#钢基材上制备碳化钨/钴基合金复合涂层,借助XRD、SEM以及硬度测试和室温耐磨实验,研究复合涂层的组织和耐磨性能。结果表明,碳化钨/钴基合金复合涂层的组织由固溶体枝晶与枝晶间共晶组织组成,其枝晶间共晶组织的碳化物含量比钴基合金涂层高;与钴基合金涂层相比,碳化钨/钴基合金复合涂层的显微硬度和耐磨性能均明显提高,且磨损失重减少了48%;钴基合金涂层的磨粒磨损机理主要为微观切削,碳化钨/钴基合金复合涂层的磨粒磨损机理主要为挤压剥落。

熔烧状态对Co基合金涂层显微结构及硬度的影响

采用高频感应真空熔覆技术,制备钴基合金涂层。使用扫描电子显微镜观察涂层在不同深度的组织结构,用X射线能谱仪(EDS)探测涂层的化学元素组成,用显微硬度计测量涂层不同深度的显微硬度值。试验结果表明,熔烧状态的不同对涂层和基体化学元素之间扩散程度有显著的影响。熔烧时间越长,扩散程度越大。钴基合金涂层的硬度显著高于Q235钢基体,其显微硬度随着熔烧时间的延长而略有降低,但其硬度更均匀。

一种细长杆表面强化处理工艺研究

为了提高细长杆的表面性能,开展了细长杆表面强化涂层技术的研究。通过对比细长杆常用的表面强化技术,结合实际生产,对三种涂层进行筛选,并选用表面喷熔技术制备细长杆表面钴基合金涂层,并对其进行耐磨性、结合强度、硬度试验。试验结果表明:采用表面喷熔技术制备的细长杆表面钴基合金涂层,其外观无缺陷,涂层厚度大于1 mm,喷熔后允许的弯曲变形量达到2.3 mm,涂层性能满足硬度、结合强度、耐磨性等要求。故试验制备的具有表面强化涂层的细长杆性能满足表面性能强化要求,可作为细长杆表面强化的手段。

Ti对Co基合金激光熔覆层组织与性能的影响

为了研究Ti对Co基合金涂层组织及性能的影响,采用5 kW CO2激光器在低碳钢表面熔覆Co基合金涂层及Ti/Co基合金复合涂层,对比研究两种涂层的组织、显微硬度以及滑动磨损性能。结果表明,Co基合金涂层主要组成相为γ-Co,ε-Co,Cr23C6等;Ti/Co基合金复合涂层组成γ-Co,ε-Co,Cr23C6,TiC等。Co基合金涂层由发达的γ-Co枝晶和其间共晶组织所组成,Ti/Co基合金涂层典型组织为等轴固溶体以及细小的共晶组织;研究发现原位生成的TiC对熔覆层的组织有显著的改善作用,促使其由树枝晶向等轴晶转化,从而细化组织。

DZ125表面激光熔覆TiN增强Co基复合涂层组织与耐磨性研究

采用5kW CO_2连续激光器,在DZ125高温合金表面制备了TiN增强Co基复合涂层,并对熔覆层的显微组织、相结构、显微硬度和抗磨损性能进行了研究。结果表明:激光熔覆层主要由γ-Co、TiN、TiC、(Cr,W)_(23)C_6和Co_3Ti组成;激光熔覆层与基体形成良好的冶金结合;熔覆层中弥散分布着许多大小不等的TiC、未熔TiN及其它硬质点相,大幅度提高了熔覆层的耐磨性能,耐磨性随着扫描速度的增加而提高。

ER9车轮表面两种激光熔覆涂层海水环境下的摩擦学性能

研究所设计Fe基和Co基合金激光熔覆层的组织结构及海水环境下摩擦磨损行为,用于解决地铁ER9车轮钢表面防护与修复问题。采用激光熔覆技术在ER9车轮钢表面制备Fe基合金涂层和Co基合金涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对比分析了两种熔覆层的微观组织结构、物相及化学元素组成,利用往复摩擦试验机考察了其在海水环境下的摩擦学性能。结果表明:在海水环境下的滑动摩擦中,车轮钢基体表面覆盖了大面积腐蚀产物且呈现出大量平行于滑动方向的沟槽。而在两种熔覆涂层中,铁基合金涂层主要由α-Fe、(Fe, Ni)和Cr7C3等固溶体组成,平均硬度(约638.8 HV)相当于基体(284.8~293.2 HV)的2.21倍,摩擦因数约为0.270,磨损率为9.64×10^(-5)mm^(3)/(N·m),磨损机制以轻微磨粒磨损为主,同时伴有腐蚀磨损。钴基合金涂层的结晶相主要是FeNi3相、γ-Co相和Cr23C6相,平均硬度(约467.9 HV)是基体约1.62倍,摩擦因数约为0.225,磨损率为3.06×10^(-5)mm^(3)/(N·m),磨损机制主要为轻微氧化磨损。