激光熔覆碳化物/金属基复合涂层裂纹的产生与控制

介绍了控制激光熔覆碳化物/金属基复合涂层裂纹的产生的途径,通过优化激光工艺参数、优选工艺处理条件、合理设计熔覆层成分、改善基体状况来减少裂纹源,减少裂纹的产生。

金属基陶瓷复合涂层制备研究

针对金属材料易被自然环境中盐雾、湿度、辐射等因素腐蚀,导致使用寿命下降的问题,制备一种金属基陶瓷复合涂层。首先,依据专家经验制备3种样品,采用抗冲击次数和硬度进行表征,并进行性能测试;对测试结果进行相关性分析;根据相关性分析结果优化配方,重修制备样品,并进行性能测试;将4种样品进行性能比较,择优进行工程应用。结果表明,所制备涂层具有较高的硬度与较强的抗腐蚀性。

激光熔覆WC/316L复合涂层结构及磨损性能

为改善激光熔覆过程中WC增强金属基复合涂层分解与分布不均匀的问题,采用激光熔覆技术制备了50%WC含量的WC/316L复合涂层,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔敷层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。结果显示,低热输入量可以防止WC颗粒下沉,提升熔覆层厚度方向上的WC颗粒分布均匀性;但WC的平面分布均匀性较差,同时低热输入导致WC颗粒结合较弱,易发生脱落;熔覆过程中,粉末中15%的WC发生分解。研究表明,通过降低激光热输入量,可以制备WC厚度方向较为均匀的复合涂层,提升熔覆层耐磨性,但是需要优化WC平面分布均匀性与WC颗粒结合性能。

金属基-碳化物复合涂层工艺与性能研究

本文对喷焊、真空扩散烧结、真空焙烧三种涂层制备工艺进行了对比试验．研究结果表明：真空扩散烧结及真空焙烧能获得比喷焊涂层更致密的涂层，涂层与基体间形成良好的治金结合，涂层耐磨性远高于常用工具钢CrWMn、轴承钢GCr15淬火低温回火后的耐磨性。

铝合金表面激光熔覆原位自生TiC增强金属基复合材料涂层

以 Ti,Si C混合粉末作为预置合金涂层 ,采用 2 k W连续 Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆处理 ,在 6 0 6 1铝合金表面借助于接触反应法制备原位自生 Ti C颗粒增强 Al- Ti复合材料涂层。试验结果表明 :采用合适的激光辐照工艺参数 ,可获得增强相 Ti C弥散分布 ,以 Ti- Al金属间化合物及 Al过饱和固溶体为主要组成相的复合材料熔覆层组织。Ti C颗粒与复合材料基体润湿良好 ,熔覆层结晶致密 ,与 6 0 6 1铝合金基材呈良好的冶金结合 。

NiTi合金表面激光原位反应合成TiN增强金属基复合材料涂层

采用连续高功率固体NdYAG激光辐照,使预置于NiTi合金表面的Ti粉在N2环境中形成TiN增强Ti基复合材料涂层。选择适当的激光辐照工艺参数,获得致密的TiN增强金属基复合材料激光改性层。SEM观察及EDAX成分分析结果表明,TiN/Ti金属基复合材料表面改性层与基体NiTi合金存在良好的冶金结合,界面处成分均匀过渡,表面Ni含量极低。显微硬度测试及磨损实验表明,TiN/Ti金属基复合材料改性层显著提高了NiTi合金的表面硬度和耐磨性,激光表面改性层可有效地改善NiTi合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能。

冷喷涂金属基复合涂层及材料研究进展

冷喷涂是近年来一种发展十分迅速的材料固态沉积技术,其具有喷涂温度低和颗粒沉积速度高的特点,在金属基复合涂层及材料制备方面展现出了良好的应用前景。在大量文献整理和分析的基础上,对冷喷涂金属基复合涂层及材料的最新研究进展进行了系统的介绍。首先归纳了机械混合法、球磨法、包覆法以及造粒法等复合粉末的制备方法及其优缺点,为复合粉末的制备和选择提供了参考;其次,分类介绍了采用冷喷涂制备的铝基、镍基、铜基、钴基以及其他金属基复合涂层及材料;再次,分析了退火、激光、搅拌摩擦焊和热机械等后续处理方法对冷喷涂金属基复合涂层及材料组织结构和性能的影响,并介绍了不同后续处理方法的优缺点;最后,总结了冷喷涂金属基复合涂层及材料的潜在应用领域和存在问题。

激光熔覆陶瓷增强金属基复合涂层技术的研究进展

讨论了激光熔覆外加陶瓷增强金属基复合涂层技术中外加陶瓷相与基体的界面问题及一般的解决方法,指出原位合成技术与激光熔覆技术结合可有效解决界面问题,从铁基、镍基等复合涂层的原位反应材料体系、反应机理分析、组织结构和性能的改善等几个方面,综述了激光熔覆原位自生陶瓷增强金属基复合涂层技术的研究进展,最后从微观反应机制和宏观实际应用2个角度提出了今后的研究方向:原位合成试验与热力学理论的互相补充与验证,及计算机数值模拟技术的应用。

复合金属基/陶瓷涂层的应力分析

为了分析弯矩作用下金属基/陶瓷涂层应力分布情况,利用有限元分析软件建立计算模型,并计算不同涂层厚度和不同涂层弹性模量比条件下的拉应力和剪应力分布。计算结果表明:弯曲中心部位涂层的失效主要是由于拉应力所造成的,且拉应力值随涂层弹性模量的增加而增大,随涂层厚度的增加而减小;两端部位涂层的失效主要是由于剪应力所造成的,且剪应力值随着涂层弹性模量和涂层厚度的增加而增大;中间过渡涂层的存在可有力地减缓涂层到基体的应力变化梯度。

金属基复合材料中纤维增强体涂层的研究现状

纤维是性能优异的增强体,普遍运用于增强金属基复合材料。基体与纤维之间的界面结构和性能对金属基复合材料的力学和物理性能起显著的影响。表面涂层技术能改进界面结构,是提高复合材料性能最为有效的途径之一。综述用于增强金属基体的几种重要纤维:C纤维、SiC纤维、W纤维等的表面涂层处理技术以及对金属基复合材料的界面、综合性能的影响,指出纤维涂层技术的研究方向。

B_4C量对TiC-TiB_2颗粒增强金属基复合材料涂层制备的影响

对Al-B4C体系下B4C的量与原位内生TiC-TiB2颗粒增强金属基复合材料涂层制备之间的关系进行了研究。结果表明,Al:B4C质量比大于9:1可制备出高质量的TiC-TiB2颗粒增强金属基复合材料涂层,提高Al:B4C质量比虽有利于涂层的制备,但不利于涂层中增强相体积分数的提高。Al在涂层制备过程中的作用主要是降低单位体积内参加反应物的量、降低生成TiC-TiB2反应的门槛温度和充当除氧剂的作用,为涂层的制备提供了一种更加便利的途径。

碳化钨颗粒增强金属基复合涂层制备工艺研究及发展现状

综述了近年来国内外常用的碳化钨颗粒增强金属基复合涂层制备工艺的研究现状,包括真空熔覆、激光熔覆以及热喷涂等,着重介绍了不同工艺的特点以及所制备涂层性能的差异,并对未来的发展方向进行了展望。分析表明:碳化钨颗粒增强金属基复合涂层可以提高工件表面的硬度,改善工件的耐磨和耐蚀性能;不同的制备工艺对最终产品的性能有较大的影响,采用真空熔覆法制备的涂层在涂层结合强度、均匀性等方面相比于激光熔覆、热喷涂等方法制备的具有较大优势;对传统工艺如激光熔覆、热喷涂等的升级与改造也是一个值得关注的方向。

金属基复合材料增强相涂层

综述了增强相涂层种类、涂层制备方法及其对金属基复合材料界面和性能的影响。根据涂层的功能将涂层分为润湿涂层、阻挡涂层和调节界面涂层。对化学镀、化学气相沉积、溶胶叫疑胶法及其它涂层制备方法作了扼要讨论。也介绍了单涂层、双涂层及复合涂层对金属基复合材料界面及性能的影响。

金属基生物活性复合涂层的研究现状与展望

在生物活性涂层材料中 ,复合涂层的性能明显优于单一涂层 .本文评述了国内外金属基生物活性复合涂层的制备方法与特点 ,以及其广阔的发展前景 .认为具有热膨胀系数梯度。

反应电火花沉积合成TiN金属基复合涂层

利用自制的反应电火花沉积合成系统,以TA_2为电极,以工业纯氮为保护气,在45#钢基体试件表面上原位反应合成了TiN金属基陶瓷复合涂层。利用X射线仪测定了涂层的物相组成,利用显微镜观察分析了涂层断面形貌及组织,利用硬度仪测试了涂层的显微硬度,利用磨损试验机对比了涂层与淬火W18Cr4V高速钢的耐磨性能。结果表明:涂层的平均维氏硬度为13230 MPa,涂层中TiN物相的平均晶粒大小为50 nm,涂层具有较好的耐磨性。

非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层结构及性能

为提升硬质合金的硬度和耐磨性,改善其与金刚石涂层的结合强度,先用双辉等离子表面合金化技术在其表面制备Ta金属层,再用化学气相沉积法对Ta金属层进行碳化-沉积复合处理,制备出非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层。研究了源极与工件极电位差对金属层的影响以及复合涂层的结构与性能。结果表明:制备的金属层均由连续致密的胞状α-Ta组成;随电位差的增大,Ta金属层的显微硬度和结合强度均先升高后降低;电位差为240 V时,Ta金属层的显微硬度和结合力最高,分别达1151HV0.2和117 N;碳化-沉积后,涂层由表面离散分布的非连续金刚石颗粒和TaxC(TaC、Ta2C)组成,其显微硬度提高至基体的1.8倍,磨损率仅为基体的45%。非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层具有良好的结合性能,能有效提升硬质合金的硬度和耐磨性能。

铝合金表面激光熔覆金属基复合材料涂层

评述了铝合金表面激光熔覆技术和金属基熔覆体系的研究现状,分析了各种金属基熔覆层的组织特征及性能,指出了铝合金表面激光熔覆金属基复合材料涂层存在的问题及改进途径,介绍了铝合金表面激光熔覆技术的应用情况,并探讨了今后努力的方向。

金属基复合材料中增强纤维表面涂层研究现状

增强纤维与基体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用,纤维表面涂层法是解决纤维增强金属基复合材料界面问题的有效途径之一。针对纤维表面涂层的选取原则、分类及制备工艺,综述了金属基复合材料的界面稳定性及综合性能的影响。

金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展

对金属基复合材料涂层的减摩抗磨性能和制动摩擦性能、涂层的摩擦磨损机理和影响涂层摩擦磨损性能若干因素的研究现状进行了综述,并指出有关涂层材料与基体的匹配规律、不同基材上涂层制备工艺的优化、多组元涂层及多层涂层的设计和制备工艺、纳米尺度涂层技术、涂层内应力的控制、涂层减摩抗摩机理以及制动摩擦机理等方面是今后在金属基复合材料涂层摩擦学方面值得进一步研究的问题。

金属基固体自润滑复合涂层及其制备技术研究进展

金属基固体自润滑复合涂层具有强度高、耐高温、耐磨损以及易加工等特性,成为近来研究热点。首先综述了国内外金属基固体自润滑复合涂层的材料体系(即难熔金属基自润滑复合涂层、软金属基自润滑复合涂层、低温金属基自润滑复合涂层以及高温金属基自润滑复合涂层),随后分析了金属基固体自润滑复合涂层的润滑机理,指出润滑膜的低剪切特性是实现减磨润滑的关键。接着介绍了金属基固体自润滑复合涂层的制备技术,比较分析了烧结、电镀、化学镀、热喷涂、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、激光熔覆等技术,在制备金属基自润滑复合涂层方面的优点和不足。最后总结了目前在关于金属基固体自润滑复合涂层研究中存在的问题,进而探讨了相应的解决方案,提出应深入研究金属基体、固体润滑剂与环境三者之间的相互作用机理,并进一步指出研发新型固体润滑剂、改进现有制备技术、开发新工艺是未来重点发展的方向。