超音速火焰喷涂4种典型WC基金属陶瓷涂层的组织和性能

采用超音速火焰喷涂工艺在碳钢表面制备WC-12Co、WC-10Co4Cr、WC-10Ni和WC-20Cr3C2-7Ni金属陶瓷涂层,对比研究了不同涂层的物相组成、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:WC-12Co、WC-10Co4Cr和WC-10Ni涂层中均生成了少量W2C脱碳相;4种涂层均很致密,且与基体结合良好;WC-10Co4Cr和WC-12Co涂层的硬度和耐磨性能相近且最好,WC-10Ni涂层的次之,WC-20Cr3C2-7Ni涂层的最差;WC-10Co4Cr涂层的耐腐蚀性能最好,WC-10Ni涂层略次之,WC-20Cr3C2-7Ni涂层的最差。WC-10Ni涂层的耐磨性能适中,耐腐蚀性能略低于WC-10Co4Cr涂层的,在正常服役条件下有望替代WC-10Co4Cr涂层用于机械零件表面磨损和腐蚀防护。

镍基WC金属陶瓷激光熔覆涂层的熔化烧损规律

采用CO2激光器在A3钢上进行镍基碳化钨金属陶瓷的激光熔覆试验，研究了不同复合粉末成分及激光熔覆工艺条件下熔覆层中碳化钨的熔化烧损规律.试验结果表明，熔覆层中碳化钨的烧损主要是反应扩散式烧损，其烧损程度由其与粘结金属间的化学反应程度控制，与复合粉中碳化钨种类、粒度、含量，粘结金属中碳含量以及激光熔覆工艺关系密切.

激光熔覆镍基金属陶瓷涂层组织与高温磨损性能的研究

通过显微组织观察及高温干摩擦磨损试验,对激光熔覆镍基金属陶瓷涂层及其高温干摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,Ni21+20%WC+0.5%CeO2熔覆层组织细小,高温干摩擦磨损性能最好。

添加CeO_2激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层的高温干摩擦磨损性能

采用CO2横流激光器在21-4-N耐热钢表面熔覆添加0.5%CeO2的不同成分Ni基WC金属陶瓷复合层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量以及不同温度下的高温干摩擦磨损试验。结果表明,Ni21+25%WC+0.5%CeO2熔覆层组织均匀细小,高温下以粘着磨损和氧化磨损为主,干摩擦磨损性能优良。

铝合金表面添加稀土激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层研究

添加适量稀土氧化物,采用自配的熔覆材料在ZL108表面激光熔覆制备了Ni基WC金属陶瓷复合涂层,对熔覆层进行了显微组织分析、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,铝合金上激光熔覆Ni基WC金属陶瓷增强熔覆层无裂纹,组织细小、致密,WC颗粒增强相与基体之间结合良好。室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和粘着磨损,干摩擦磨损性能优良。

铝合金表面添加La_2O_3激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层研究

添加适量La2O3,采用自配的熔覆材料在ZL108表面激光熔覆制备了Ni基WC金属陶瓷复合涂层,对熔覆层进行了显微组织和能谱分析、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,在铝合金表面激光熔覆处理时添加适量La2O3获得的Ni基WC金属陶瓷增强涂层无裂纹,组织细小,致密,WC颗粒增强相与基体之间结合良好。室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和粘着磨损,干摩擦磨损性能优良。

激光熔覆原位合成Fe基TiC金属陶瓷涂层室温干滑动摩擦磨损性能

采用CO2横流激光器在Q235钢表面熔覆制备了原位合成Fe基TiC金属陶瓷复合涂层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,Fe基TiC金属陶瓷增强熔覆层组织致密,无缺陷,TiC粒子同基体之间结合良好。熔覆层室温下以区域选择性粘着磨损和显微切削为主,干摩擦磨损性能优良。

碳化钨颗粒增强金属基复合材料涂层组织及其摩擦磨损性能

以Ni60A自熔合金粉末和微、纳米碳化钨粉末为原料,利用感应熔敷技术在Q235钢表面制备了微、纳米碳化钨复合材料耐磨涂层;利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪及X射线衍射仪观察分析了复合材料涂层的显微组织结构;考察了复合材料涂层在室温滑动干摩擦条件下的耐磨性能.结果表明:复合材料涂层主要由团聚状纳米碳化钨颗粒、微米WC颗粒和γ-Ni固溶体组成,其组织结构均匀,与基体之间形成完全冶金结合;复合材料涂层在滑动干摩擦条件下表现出优异的耐磨性能及良好的承载能力,其磨损率随载荷增加变化不大,这主要归因于微米WC增强相和团聚状纳米WC增强相的良好固溶强化、弥散强化及细晶强化作用.

激光熔覆Fe基TiB_2+TiC金属陶瓷层的组织及摩擦磨损性能

目前,对激光熔覆原位自生金属陶瓷层增强相的形成机制及磨损机理的研究尚不系统。自配合金粉末,采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了原位自生的TiB2+TiC/Fe金属陶瓷层。对熔覆层进行了XRD分析、显微组织观察及室温干滑动摩擦磨损试验。结果表明:Fe基TiB2+TiC金属陶瓷增强熔覆层组织细小、致密,高硬度的亚微米TiB2和TiC金属陶瓷颗粒均匀弥散分布在α-Fe等轴枝晶基体上,熔覆层与基体冶金结合优良;室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和滑擦,耐摩擦磨损性能优良。

添加CeO2对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的影响

采用CO2横流激光器在45钢基体表面熔覆添加不同量CeO2的镍基TiC金属陶瓷复合层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量、耐磨性能和耐腐蚀性能测试。结果表明,加入适量的CeO2(0.6wt%),可有效地减少复合层中的裂纹、孔洞和夹杂;促进晶粒细化;提高熔覆层的组织均匀性及表面硬度;并且明显地改善了熔覆复合层的耐磨及耐蚀性能。

兰州化物所：碳化钨基金属陶瓷与钛碳化硅摩擦副的高温摩擦学性能研究获进展

中科院兰州化学物理研究所金属基高温润滑材料组研究人员考察了高温下碳化钨基金属陶瓷／钛碳化硅摩擦副的摩擦学性能，并详细研究了摩擦副表面的摩擦物理与摩擦化学变化。

激光熔覆制备WC增强镍基合金涂层研究进展

碳化钨(WC)镍基合金涂层具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高硬度等优异性能,利用激光熔覆技术制备WC镍基合金涂层优势明显,已成为国内外研究的热点。通过对激光熔覆制备WC增强镍基合金涂层的研究进展进行综述,首先介绍了WC增强镍基合金涂层的特性及其激光熔覆制备方法,其次介绍了几种常用的熔覆层性能改善措施和后处理技术,最后对WC增强镍基合金涂层激光熔覆制备技术存在的问题及发展趋势进行了展望。

以WC代替Mo_(2)C的涂层金属陶瓷刀片设计研究

WC和Mo_(2)C都能改善润湿性,但Mo_(2)C价格较为昂贵,WC较为便宜,因此本研究采用WC替代Mo_(2)C进行金属陶瓷设计。试验结果表明,金属陶瓷基体的硬度会下降,但是下降幅度不大,抗弯强度先变大后变小,在用12wt.%WC替代Mo_(2)C时基体抗弯强度最大,主要原因是晶粒细化提高了基体抗弯强度;当WC替代Mo_(2)C过量时,多余的WC不能与TiC形成固溶体,部分WC以多角状留存于组织,容易引起应力集中,进而导致抗弯强度下降。当WC含量较低时,不能抑制Ti(C,N)晶粒长大,因而晶粒会变得粗大,涂层厚度也变大;当WC含量较高时,能使晶粒细化,涂层厚度变小,涂层和基体会产生部分元素扩散。临界载荷与涂层厚度有关,在WC含量为0~18wt.%时,临界载荷与涂层厚度正相关。涂层厚度与WC的含量以及基体的晶粒尺寸有关,因此临界载荷应与WC的含量以及基体的晶粒尺寸有关。根据试验结论初步分析,在金属陶瓷基体中,用12wt.%的WC替代Mo_(2)C时力学性能最好;在涂层与基体结合试验中,用6wt.%的WC替代Mo_(2)C时基体与涂层的结合情况较好。

含碳化钨硬相镍基涂层耐磨粒磨损性能研究

为了改善沙漠地区用汽车发动机缸套／活塞环系统的抗磨粒磨损性能，延长发动机的使用寿命，对３种含不等量硬质相ＷＣ颗粒的镍基复合涂层的摩擦磨损性能进行了试验研究，并且利用扫描电子显微镜对复合涂层表面进行了观察，在此基础上又对其抗磨粒磨损作用机理进行了分析与讨论，Ｆａｌｅｘ试验结果表明，含ＷＣ硬质相的镍基复合涂层的抗磨粒磨损性能明显地比常用缸套／活塞环材料磷铸铁的好，适用于磨粒磨损十分严重的沙漠地区车辆汽缸／活塞环系统，激光重熔可使Ｍｉ６０＋６０％ＷＣ喷涂涂层形成均匀而致密的金相结构，并有含钨、镍、铬和硅等元素的复合碳化物新相生成，因而能够进一步改善涂层的抗磨粒磨损性能。这类含ＷＣ硬质相的复合涂层抗磨粒磨损性能良好的主要原因有：涂层整体硬度的提高，均匀而致密的金相结构的形成和比较高的硬相。基体结合强度，以及由多种硬相共存构成的良好承载系统。镍基碳化钨复合涂层的摩擦性能与传统材料的没有很明显的差别。

高速火焰喷涂工艺参数对镍基-碳化钨复合涂层结合强度的影响

利用高速火焰喷涂技术在铜基体上制备了镍基-碳化钨复合涂层,采用正交试验法研究了喷涂工艺参数对镍基复合涂层结合强度的影响。结果表明:影响镍基复合涂层与铜基体结合强度的主要工艺参数是燃气压力,其次是喷涂距离和前处理时的喷砂压力;涂层具有良好结合强度的最佳工艺参数为喷涂距离170 mm,燃气压力0.49 MPa,喷砂压力0.4 MPa。

稀土对激光熔覆金属陶瓷复合层的影响

采用CO2横流激光器在45#钢基体表面熔覆添加不同含量的稀土氧化物CeO2的镍基TiC金属陶瓷复合层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量、耐磨性能和耐腐蚀性能测试。结果表明,加入适量的稀土氧化物CeO2,可促进晶粒细化,有效地减少复合层中的裂纹、孔洞和夹杂,提高熔覆层的组织均匀性及表面硬度,明显改善熔覆复合层的耐磨及耐蚀性能。

添加碳化钨和石墨改善真空熔覆Ni-Co基合金涂层的极化行为

采用真空熔覆技术在45#钢表面制备了不同Co含量的Ni-Co基合金熔覆层及Ni-Co+WC、Ni-Co+WC+Graphite复合熔覆层,研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明,在ZG45表面制备的Ni-Co基合金熔覆层的自腐蚀电位随Co含量的增加而升高,其自腐蚀电位相比ZG45至少提高了4.98%,腐蚀电流则降低了74.93%。在Ni-Co基合金熔覆层中添加WC和石墨(G)后其自腐蚀电位提高:同时添加WC和G时的自腐蚀电位相比只添加WC时提高了32.39%,腐蚀电流则降低了19.37%;且同时添加WC和G试样的自腐蚀电位比Ni-40%Co提高33.86%,耐腐蚀性能相比Ni-Co基合金得到了增强和改善。另外,在同时添加WC和G的试样的极化曲线上出现了钝化区,且其钝化区腐蚀电位宽度大于只添加WC的试样,说明前者的耐腐蚀性优于后者。

镍基合金-碳化钨复合涂层脆性的测估

采用显微硬度法结合声发射技术 ,对在 45钢表面上用真空熔烧法制得的镍基合金 -碳化钨复合涂层的脆性进行测估。结果表明 :这种涂层的声发射能量累积计数值 En与所加压入负荷 P之间存在线性关系 ;可用 En- P直线斜率 K来评价涂层的脆性 ;不同碳化钨含量的涂层的 En- P直线的斜率 K不同 ,K值愈大 。

铸造碳化钨添加量对镍基复合喷熔涂层性能的影响

在镍基合金粉末NiCrBSi中添加不同比例的铸造碳化钨(WC),并采用氧乙炔火焰喷熔工艺在低碳钢表面制备了相应的Ni基WC复合涂层。采用金相显微镜观察了涂层的显微组织,采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能,并采用扫描电镜观察了喷熔粉末和喷熔层磨损后的形貌。结果表明:喷熔层的组织为在NiCr合金基体上弥散分布着不同粒度的碳(硼)化物硬质相;涂层的显微组织和WC的含量对Ni基WC喷熔层的硬度和抗磨损性能影响很大,涂层的硬度和抗磨损性能随WC添加量的增加先增加后减小;当WC的含量为35%时,Ni基体WC喷熔涂层的硬度最高,相应的抗磨粒磨损性能最好。

金属陶瓷刀具及其表面处理的现状与展望

Ti（C，N）基金属陶瓷具有许多优良的性能。概述了Ti（C，N）基金属陶瓷的发展历史，总结了陶瓷刀具和涂层陶瓷刀具的特点和应用现状，介绍了几种使用较多的涂层方法，最后简单展望了金属陶瓷涂层刀具的发展态势。