多层氩弧熔敷含TiC颗粒增强涂层的微观组织及耐磨性能

利用多层多道钨极氩弧熔覆技术，熔融预涂于钢基体表面钛铁和石墨混合粉末，可以在普通碳钢表面获得综合性能优异的复合材料表面熔敷层；测试和分析表明。熔敷层微观组织主要由铁素体、低碳马氏体、原位生成的TiC颗粒及碳化物等组成；熔敷层表面硬度达到了HRC57以上，呈梯度分布特征；滑动磨损试验表明，由于TiC增强颗粒的存在，熔敷层与摩擦副的摩擦系数在磨损过程中不稳定，变化范围较大；TiC颗粒对摩擦的阻碍、钉扎作用大大提高了熔敷层的抗磨损性能，熔敷层磨损体积比基体金属小15—20倍，具有良好的耐磨性能。

氩弧熔敷原位合成(Ti,Nb)C增强金属基复合涂层组织与抗磨性能

以钛粉、碳粉、铌粉和Ni60A粉末为原料,利用氩弧熔敷技术在16Mn钢基材表面成功制备出镍基增强相复合涂层,应用OM,SEM,XRD对复合涂层的显微组织和物相进行了分析,并测试了不同载荷作用下的磨损性能.结果表明,熔敷层与基体结合无气孔、裂纹等缺陷,呈冶金结合,复合涂层物相由(Ti,Nb)C颗粒、γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间的Cr23C6共晶组织组成.随着载荷增加复合涂层磨损质量损失缓慢增大,16Mn钢磨损质量损失迅速增大,熔敷涂层的耐磨性较基体提高近11倍,其磨损机制主要为擦伤式磨损.

氩弧熔敷原位自生TiC增强Ni基复合涂层的显微组织及工艺

采用MW3000型氩弧焊机在16Mn钢表面进行熔敷,原位生成TiC颗粒增强Ni基复合涂层。研究了氩弧焊接工艺参数(焊接电流、焊接速度、氩气流量)对熔敷层性能和质量的影响,利用SEM、XRD等手段对熔敷层显微组织和物相进行了研究。结果表明,氩弧焊接电流、焊接速度等工艺参数的合理匹配是原位生成TiC颗粒的关键因素。焊接电流为120A、焊接速度为8mm/s、氩气流量为10～12L/min时能获得良好的性能及表面成形复合涂层。原位生成的TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中,涂层的显微硬度可达1100HV。

钨极氩弧熔敷技术制备含TiC颗粒增强涂层的研究

在碳钢基体表面预涂一定混合比例的钛铁和石墨,用钨极氩弧热源熔敷,使Ti元素和C元素在高温下原位反应,获得TiC颗粒增强的综合性能优异的铁基复合材料涂层;试验测试和分析表明,熔敷层中原位生成了TiC增强颗粒;熔敷层微观组织主要有珠光体、铁素体、马氏体、少量残余奥氏体、TiC颗粒等组成;涂层表面硬度达到了HRC55以上;越靠近熔覆层表面,硬度越高,具备良好的耐磨性能.

氩弧熔敷原位自生TiC/Ni60A复合涂层的滑动磨损特性

利用氩弧熔敷技术,以Ni60A自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料,在16Mn钢表面原位合成了TiC增强Ni基复合材料涂层以提高基体的耐磨性。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了分析。结果表明:熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷,TiC颗粒弥散分布于熔敷层中;复合涂层有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能并随着(Ti+C)含量的增加而提高。

氩弧熔敷原位自生TiC-TiB_2/Fe复合涂层组织与磨损性能的研究

以Ti、B4C和Fe粉为原料,利用氩弧熔敷技术在Q235钢基体表面制备出原位自生TiC-TiB2增强Fe基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和滑动磨损试验机对复合涂层的显微组织、硬度、耐磨性进行了研究。结果表明:熔敷层组织为TiC、TiB2和α-Fe,TiC以四面体和花瓣状先析出,后析出的TiB2多以六边形、短棒状存在,涂层中TiB2含量大于TiC含量;熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;涂层维氏硬度为8300～9000MPa,比基体提高近4倍;最大耐磨性比基体提高近20倍,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨损性能。

氩弧熔敷原位合成TiC-TiB_2/Ti基复合涂层组织及性能分析

利用氩弧熔敷技术,在TC4合金表面原位合成了TiC-TiB2增强镍基复合材料涂层,利用SEM和XRD等方法分析了涂层的显微组织并测试了涂层的显微硬度.结果表明,熔敷组织主要由TiC,TiB2和Ti(Ni,Cr)组成,TiB2主要以棒状形式存在;在所形成的TiC-TiB2/Ti复合材料层中,TiC和TiB2颗粒分布均匀且尺寸细小;熔敷涂层由表及里组织不同;熔敷层与基体呈冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷;涂层的显微硬度达到13.8 GPa,较基体提高了4.5倍.

氩弧熔敷Ti-Si-C系陶瓷涂层中物相的热力学预测

利用热力学原理推导出反应焓和反应吉布斯(Gibbs)自由能与温度的关系式.根据Ti-Si-C系相图,对用钨极氩弧(TIG)热在钛合金表面熔敷形成涂层过程中可能的12个化学反应进行热力学分析.热力学计算得出,Ti元素能与SiC,Si及C元素反应生成TiC,Ti_3SiC_2相和Ti_5Si_3,TiSi_2金属间化合物.理论分析结果表明,在TIG熔敷条件下,通过改变不同的原材料初始组成,可以采用热力学分析方法预测熔覆层的物相组成.试验结果表明,预测结果与试验结果符合得很好.

氩弧熔敷原位合成ZrC颗粒增强金属基复合涂层组织及耐磨性能

以Ni粉,Zr粉和B4C粉为原料,采用氩弧熔敷技术,在Q235钢基体材料表面上原位合成了ZrC颗粒增强镍基的复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合涂层显微组织和性能进行了观察分析。结果表明,复合涂层与基体呈良好的冶金结合,无裂纹、无气孔。复合涂层有高的硬度,从复合涂层底部到顶部显微硬度逐渐增大,在室温干滑动磨损试验条件下具有优良的耐磨性能,其耐磨性较基体提高了7倍多。

氩弧熔敷原位合成TiC_p/Al基复合涂层组织及性能分析

利用氩弧熔敷技术,在ZL104合金表面原位合成了TiCp/Al复合材料涂层,利用X射线衍射、扫描电子显微镜及显微硬度计,研究了熔敷层的显微组织及性能.结果表明,(Ti+C)含量在30%以下时,复合材料涂层组织由TiC颗粒和块状的Al3Ti组成;当(Ti+C)含量在30%以上时,氩弧熔敷过程中可以充分反应合成TiC颗粒;在所形成的TiCp/Al复合材料层中,TiC颗粒尺寸细小,约为1.5μm;经氩弧熔敷后的TiCp/Al复合材料层中TiC分布均匀,熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;熔敷层硬度从基体到表面呈梯度分布,涂层的显微硬度达到650 HV0.2,较基体提高近7倍.

Fe基氩弧熔敷层的组织及性能

利用正交试验法,经方差分析优化合金粉末配比,采用钨极氩弧熔敷法制备了Fe基熔敷层。利用光学显微镜对熔敷层的组织进行观察分析以及利用显微硬度计对熔敷层的显微硬度进行测试。研究结果表明,熔敷层与基体呈良好的冶金结合,且无气孔和裂纹等缺陷;原位形成的细小硬质颗粒弥散分布在熔敷层中,熔敷层的硬度最高可达HV780,约为基体硬度的4倍。

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、W2C、γ-Ni、(Fe,Cr)23C6等物相组成;WC颗粒呈弥散分布,颗粒尺寸为1μm;熔敷涂层可以改善基体的表面硬度,最高显微硬度可达12.6 GPa;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损,其耐磨性较35CrMnSi基体提高近12倍。

氩弧熔敷原位反应WC硬质陶瓷涂层结构与界面分析

氩弧熔敷原位反应技术具有熔覆快、操作简单,并与基体保持良好的润湿性和结合强度等特点,已成为国内外表面强化技术的热点之一。本文以钨铁和石墨作为原位合成WC涂层的原料,运用氩弧焊技术提供热源在Q235钢基材表面熔敷一层性能优良的耐磨硬质陶瓷涂层。利用扫描电镜、X衍射仪等实验仪器对涂层与基体界面进行分析,研究结果表明,涂层与基体之间呈冶金结合,涂层结构主要由稳定相和亚稳定相构成,在涂层与基体元素互扩散中,Fe向熔覆层扩散的程度比W向基体扩散更为明显,而且在界面中的WC会偏聚集于基体一边。

钨极氩弧熔敷制备TiC-VC颗粒增强铁基涂层

钨极氩弧热源熔敷碳钢基体表面预涂的钛铁、钒铁、石墨及铁基自熔合金粉末,获得了具有良好耐磨性能的铁基耐磨涂层。试验测试和分析表明,熔敷层中原位生成了TiC-VC增强体,增强体呈颗粒状均匀分布于基体中,涂层表面硬度达到了HRC55以上,越靠近熔覆层表面,硬度越高,具备良好的耐磨性能。

氩弧熔敷混合粉末工艺与性能研究

以氩弧为熔敷热源,在熔敷层中添加Ni基和Fe基自熔合金粉末,利用金相显微镜、硬度计和磨损试验机等仪器设备研究熔敷层的微观组织、硬度和耐磨性能。结果表明,混合合金粉末中当Ni60和Fe60配比为6∶4时,熔覆层的硬度提升明显,耐磨性最好。

氩弧熔敷耐磨覆层实验研究

对氩弧熔敷耐磨覆层材料的主要成分进行了正交设计,并用氩弧为热源制作了覆层试样。在泥沙磨损试验机上进行了覆层试样的磨损试验。结果表明:碳和铬对覆层耐磨性的影响显著,钼和稀土硅对覆层耐磨性的影响不显著。覆层耐磨性的最优方案为:3.0%C,27%Cr,1.0%Mo,1.0%RESi,其耐磨性达到标样45钢的6.37倍。磨损表面形貌分析表明,在泥沙磨损条件下,45钢试样的磨损机理主要是显微切削和反复塑性变形脱落;氩弧熔敷耐磨覆层试样的磨损机理主要是基体组织的显微切削和高硬度碳化物质点的脱落。

氩弧熔敷原位合成ZrC-TiB2增强铁基涂层的组织与性能

为提高Q235低碳钢的耐磨性能,以Zr粉、Ti粉、B4C粉和Fe粉为原料,采用氩弧熔敷技术在Q235钢表面制备了ZrC-TiB2和ZrC-TiB2-ZrB2增强铁基复合涂层。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合涂层的显微组织和性能进行分析。结果表明:在Q235钢表面成功制备出ZrC-TiB2和ZrC-TiB2-ZrB2两种复合涂层,涂层与基体呈现良好的冶金结合。当Zr∶Ti∶B4C的摩尔比为1∶2∶1时,熔敷层中的增强相主要为ZrC-TiB2;当Zr∶Ti∶B4C的摩尔比为2∶1∶1时,熔敷层中的增强相主要为ZrC-TiB2-ZrB2,增强相呈针状和块状分布于基体中。相比Q235钢基体,复合涂层的显微硬度明显提高,摩擦因数明显降低,磨损失重减小,具有优异的耐磨性能。

氩弧熔敷原位自生TiCp/Ni60A复合材料组织和耐磨性

利用氩弧熔敷技术在16Mn钢表面原位合成TiC增强Ni基复合材料耐磨涂层。采用XRD、SEM等手段分析涂层的组织,测试涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明:其室温干滑动磨损机制为显微切削磨损,熔敷层与基体呈冶金结合,TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中,涂层有较高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性。

氩弧熔敷原位合成Ti(C,N)-TiB_2/Ni60A基复合涂层的组织与耐磨性

在Q235D钢表面采用氩弧熔敷技术制备了Ti(C,N)-TiB2增强Ni60A基复合涂层。利用SEM对复合涂层的显微组织进行了分析,Ti(C,N)颗粒呈花瓣状和不规则的球状,TiB2颗粒呈短棒状和六面体,并对其组织结构进行表征。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机,对复合涂层的性能进行了测试和分析。涂层表面平均硬度达到了1250 HV。摩擦磨损实验表明,涂层的磨损机制主要为磨粒磨损,伴随着粘着磨损。

氩弧熔敷原位自生TiC_p/Ni60A金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料,采用氩弧熔敷技术,在45钢表面原位合成了TiC增强Ni基复合材料涂层。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了分析。结果表明,熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、无气孔等缺陷;熔敷层的组织由γ-Ni、M23C6、TiC组成,TiC大部分呈块状,颗粒尺寸为1～1.5μm,均弥散分布于熔敷层中。