Thermal Fatigue Behaviour of Co-Based Alloy Coating Obtained by Laser Surface Melt-Casting on High Temperature Alloy

A thermal fatigue behaviour of Co-based alloy coating obtained by laser surface meltcasting on the high temperature alloy GH33 was studied.The results show that after each time of thermal cycling,the final residual stress was formed in the melt-casting layer which is attributed to the thermal stress and structural stress.Through the first 50 times of thermal cycling,the morphology of coating still inherits the laser casting one,but the dendrites get bigger;After the second 50 times of thermal cycling,corrosion pits emerge from coating,and mostly in the places where coating and substrate meet.The fatigue damage type of coating belongs to stress corrosion.

Study of preparation of BG/HA gradient coating on titanium alloy by electrophoretic deposition method

In this paper, a gradient bioactive coating made from modified bioglass(BG) and hydroxyapatite(HA) was prepared by electrophoretic deposition method(EPD)on the surface of titanium alloy. Strong bonding between the matrix and BG/HA gradient coating was got by sintering. Crystal composition of the coating was analyzed by XRD. The characteristics of surface and cross section of the coating were observed by SEM. Adhesive strength of the coating was tested by pull method. The optimizing technological parameters were determined.

应用稀土及激光熔覆工艺制备钴基合金梯度涂层

采用稀土变质及激光熔覆工艺在 2 0号钢基体上获得了钴基自熔合金梯度组织涂层。结果表明 ,2 0 4Co合金涂层组织为均匀的亚共晶 ,其组成相包括ε Co ,Co3 B ,M2 3 (C ,B) 6,Cr2 B及Co7W6化合物 ,平均硬度为HV10 70 ,比基体 (HV180 )高HV890 ,耐磨性与基体相比提高 1.5倍。在 2 0 4Co合金中加入 0 .6 %的稀土 ,可以获得梯度涂层。其组织由亚共晶向共晶连续过度 ,与前者相比 ,组成相增加了CeCr2 B4 ,最高硬度达HV12 0 4,比原合金高 12 .3%,耐磨性与基体相比提高近 2倍 ,比原合金提高了 2 5 %。

铜材表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层

目的提高铜合金的表面硬度,改善其耐磨性能。方法利用激光表面合金化和激光熔覆工艺在铜合金表面制备出Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪,系统分析了合金化过渡层与熔覆层的物相构成及显微组织,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对梯度涂层的显微硬度和耐磨性进行评估。结果合金化过渡层组织致密且具有单一柱状晶结构,主要由α-(Cu,Ni)固溶体、Ni_3Al和Ni Al构成。Cr_3C_2/Co复合熔覆层中分布着未熔Cr_3C_2颗粒,且以未熔Cr_3C_2颗粒为中心,四周有大量呈杆状(或针状)的M_(23)C_6和M_7C_3型碳化物,这种碳化物可以有效提高熔覆层的硬度。梯度涂层的显微硬度从基体的80HV逐渐增加到熔覆层的640HV,梯度涂层的摩擦磨损失重仅为铜合金基体的1/8。铜基体的磨损表面发生大规模破坏并形成大量磨屑,其磨损机制主要是粘着磨损;Cr_3C_2/Co喷涂层由于内部结合力较弱,出现了大量的疲劳磨损面,其磨损机制为表面疲劳磨损;而Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层的磨损表面比较平整,只存在轻微的"犁沟",其磨损机制为典型的磨粒磨损。结论梯度涂层由于Cr_3C_2、M_(23)C_6及M_7C_3相的存在,显微硬度和耐磨性能显著提高。同时,涂层的成分与性能均呈一定的梯度变化,改善了铜基体与涂层的相容性。

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.

铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层

利用激光表面合金化和宽带激光熔覆工艺在铜基体表面制备出由Cu-Ni合金化层和NiCrBSi熔覆层组成的梯度涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及显微硬度计,系统分析合金化层与熔覆层的物相构成、显微组织及硬度。结果表明:合金化层与铜基体之间的界面呈"锯齿状",在合金化层近基材底部是一种不规则的层状结构;在合金化层中,Ni、Cu元素发生充分互溶,使合金化层的热导率降低至Cu基体的1/9,有效提升铜表面NiCrBSi熔覆层的成形能力;同时,NiCrBSi熔覆层组织致密,其强化相由γ-Ni、Cr B、M_(23)C_6及Ni_3Si构成,显微硬度明显提高,平均值达到400HV,是铜基体硬度的5倍。从铜基体到NiCrBSi熔覆层,显微硬度呈梯度增加,涂层具有里韧外硬的特征。

镁合金表面热喷涂Al-Al_2O_3/TiO_2梯度涂层研究

采用氧乙炔火焰喷涂法,在AZ91D镁合金表面制备Al-Al2O3/TiO2梯度涂层。利用扫描电镜和电子探针对涂层的组织形貌、成分进行了分析。采用热震法测试了涂层结合强度,并对涂层耐磨性进行了测试。实验结果表明:Al梯度层与基体及陶瓷涂层结合良好。涂层具有较高的硬度、耐磨性及抗热震性。

电沉积功能梯度材料的研究现状及展望

作为一种低温液相制备技术,电沉积法由于具有设备简单、操作方便、成本低等优点而更适合于制备功能梯度镀层。概述了国内外近几年电沉积功能梯度材料的最新研究成果。在前期研究工作的基础上,重点介绍了复合电沉积、合金电沉积以及电泳沉积技术制备功能梯度材料的研究进展。指出了功能梯度材料电沉积技术存在的问题及今后的发展方向。

刀具涂层材料的最新研究进展

随着难加工材料和绿色干切削等先进加工技术的开发与广泛应用,刀具切削环境日益严苛,刀具涂层材料不断更新换代。涂层材料已由最初的二元涂层逐渐发展成三元及多元涂层,结构由单层逐渐向多层、梯度、复合结构转变。首先总结了几种常用二元涂层的性能和特点。再以Ti基和Cr基三元及多元涂层为例,阐述了掺杂元素对涂层微观结构和性能的影响及强化机制,分析了多元涂层的研究现状和面临的难题,以及多种掺杂元素的协同作用机制。还讨论了纳米晶/非晶复合结构涂层、纳米多层涂层以及梯度涂层的结构优势及研究现状,介绍了金刚石、类金刚石和立方氮化硼三种超硬涂层以及具有低摩擦因数软涂层的特点和研究进展。最后介绍了近几年研究的热点涂层(如高熵合金涂层、含氧涂层和多元多层复合涂层)的研究现状,并对刀具涂层的未来发展方向进行了展望。

钛合金表面生物活性涂层的发展历程及趋势研究

钛及钛合金表面经常被涂覆上羟磷灰石使其获得良好的生物学性能。指出了对钛及钛合金表面制备羟基磷灰石涂层的研究依次经历了单一羟基磷灰石涂层、复合涂层、纳米涂层、梯度涂层几个阶段,分别分析了不同的涂层所面临的问题,提出了纳米梯度涂层是将来钛和钛合金表面涂层发展的新方向。

钛合金表面高频感应热梯度新方法制备生物活性钙磷涂层探索

探索了一种新的生物活性钙磷陶瓷制备工艺,即将导电基体置于钙磷溶液中,通过高频感应的方式加热钛合金基体,同时通过设计相应的装置使钛合金附近区域形成温度梯度。这一温度梯度由钛合金基体表面向外逐渐降低,使基体表面形成了有利于钙磷沉积的热力学条件,从而使钙磷生物陶瓷能够在基体表面生长并形成涂层。初步研究结果证实,该工艺可在钛合金上制备出生物活性五水磷酸八钙涂层。

真空熔结工艺研究进展

介绍了真空熔结工艺的特点及影响因素,并综述了真空熔结工艺制备自熔合金涂层、复合涂层和梯度材料的研究现状。

钛合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂层的组织性能分析

利用激光熔覆技术,通过同轴送粉方式在钛合金基体表面分别制备HA/HT/T梯度涂层、HA/TiO_2涂层及纯HA涂层3种钛合金羟基磷灰石生物陶瓷涂层,并对3种不同涂层的金相组织、微观形貌、元素成分、界面结合强度等性能进行分析比较。结果表明:与纯HA涂层和HA/TiO_2涂层相比,HA/HT/T梯度涂层各区域界面结合更为紧密,无明显裂纹或孔洞形成,HA/HT/T梯度涂层由底层至表层表现为从致密到疏松的梯度结构,涂层表面Ca/P质量比为1.64,接近于自然骨的Ca/P质量比,纯HA涂层、HA/TiO_2涂层及HA/HT/T梯度涂层的界面结合强度值呈递增趋势;梯度涂层可有效改善热膨胀系数失配、降低残余应力,进而提高界面结合强度,克服涂层存在的易脱落、溶解等缺陷。

钛合金表面激光熔覆氧化锆陶瓷过渡区的显微组织

钛合金表面激光熔覆氧化锆陶瓷后，在钛合金基体和氧化锆陶瓷之间形成冶金过渡层。本文采用ＳＥＭ、ＴＥＭ观察过渡层的组织形态，利用选区电子衍射技术分析各组织的相结构，采用Ｘ射线能谱仪分析过渡层内的成分分布。过渡区是由三层组成，即近热影响区胞状晶α、中间层粒状ＺｒＯ２＋α相、近熔覆区粒状ＺｒＯ２＋胞状枝晶ＺｒＯ２＋晶间α相。从热影响区到熔覆区过渡区内，塑性相α逐渐减少，相反脆性相ＺＴＯ２逐渐增加，由此证明激光溶覆技术是制备ＺｒＯ２／Ｔｉ梯度功能材料有效的工艺方法。

高硅FeSi合金层对普通取向硅钢磁性能的影响

目的提高硅钢的磁性能。方法采用多弧离子镀技术,在普通取向硅钢薄板两面沉积高硅FeSi合金层制得高硅梯度硅钢,并进行热处理,观察其显微组织,测量磁性能。结果退火态高硅梯度硅钢表面的高硅FeSi合金层与基底结合紧密,均匀致密。高硅梯度硅钢中硅含量呈梯度分布,最表层硅质量分数为11.0%,随着深度增加,硅含量逐渐降低,在距表面20μm处硅质量分数仍能达到6.5%。沉积态高硅梯度硅钢的电阻率ρ、低频铁损P10/50、高频铁损P10/1k及磁感应强度B8分别为68.6μΩ·cm,0.82W/kg,83.3 W/kg和1.73 T,退火后分别为63.1μΩ·cm,0.44 W/kg,54.38 W/kg和1.89 T。结论由于表层高硅FeSi合金层的存在,梯度高硅钢的低频磁学性能良好,但高频损耗需进一步改善。

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和耐磨性

为了消除激光熔覆过程中产生的裂纹 ,设计了一种梯度复合涂层并研究了其组织和耐磨性。结果表明 ,熔覆层与基材之间形成了良好的冶金结合。梯度复合涂层中有未完全溶化的铸造WCp和共晶组织γ- Ni+Ni3B,还有凝固结晶析出的白色不规则块状组织 M7C3、M6 C、WC以及深灰色不规则块状组织 W2 C。复合涂层中形成了少量的非晶、纳米晶及高密度位错。复合涂层耐磨性的最高值是基材的 3倍以上。

宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和性能

研究了宽带激光熔覆铸造 WCp/ Ni梯度复合涂层的组织和性能。结果表明 ,熔覆层与基材之间实现了冶金结合。熔覆层由基体组织γ- Ni枝晶、共晶组织γ- Ni+M2 3C6 、未熔铸造 WCp以及M6 C、M7C3、M2 3C6 组成。熔覆层内硬度分布均匀 ,从熔覆层至基材的硬度变化平缓 ,避免了裂纹的产生。熔覆层的耐磨性随 WCp含量的增加而提高。 19- 4号试样的耐磨性最好 ,比基材提高了

钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验。利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度。结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层。熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合。由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征。

激光熔覆铁基合金梯度涂层的组织性能及应用

辊轴是高速线材轧机的重要部件,轴颈表面易磨损,为了延长辊轴的服役寿命,可以对磨损后的轴颈表面进行激光熔覆再制造。但是辊轴表面硬度较高,激光熔覆高硬度粉末易产生大量裂纹,而梯度熔覆则可在一定程度上解决此问题。前人关于梯度熔覆的研究多集中于理论及工艺阶段,鲜见应用于实际修复中。本工作利用4 kW光纤激光器在辊轴材料45^#钢基体表面逐层熔覆了Fe1合金粉末和Fe5合金粉末,前者为过渡层,后者为强化层。利用渗透探伤检测了涂层表面的缺陷情况,运用OM、SEM和EDS等手段分析了熔覆层的显微组织及元素含量变化,采用XRD技术分别分析了各层的物相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,梯度熔覆层表面形貌良好,无宏观裂纹,内部组织致密无缺陷。各层之间呈现良好的冶金结合,过渡层与强化层结合处的晶粒出现了细化,上层晶粒比下层晶粒细小。XRD分析表明,过渡层主要由奥氏体组成,强化层由奥氏体和马氏体两相组成。熔覆层硬度呈典型的梯度分布,强化层平均硬度为566.12HV 0.2,达到了辊轴的硬度要求,过渡层平均硬度为385.98HV 0.2,起到了很好的缓冲作用。最后,推导出了激光熔覆时机械臂与轴颈转速之间的关系模型,取得了较好的修复效果。

NiCoCrAlY(Si)梯度涂层对Ni_3Al基单晶合金IC6SX抗氧化性能的影响

采用超音速火焰喷涂的方法在Ni3Al基单晶合金IC6SX上涂覆了NiCoCrAlYSi/NiCoCrAlY梯度涂层,研究了涂层对IC6SX合金1100℃抗氧化性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射等手段观察了氧化试样的微观结构,分析了氧化产物的成分及涂层氧化前后的相组成变化。结果表明:涂层表面形成了致密的氧化膜,氧化膜由内外两层组成,内层主要由Al2O3组成,外层主要由NiAl2O4及少量的Cr2O3组成;涂层有效地控制了Mo元素的扩散氧化,对IC6SX合金的抗氧化性能有明显改善。