钴基合金等离子转移弧堆焊显微结构研究

应用光学金相、X 射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和透射电镜 (TEM ) ,研究Co Cr W系钴基多元合金等离子转移弧堆焊的显微组织、相组成和微观结构。结果表明 ,堆焊合金层主要由呈面心立方结构Co基固溶体以及分布在其中的 (Cr ,Fe) 7C3型碳化物构成。Co基固溶体中存在许多堆积层错 ,这些堆积层错受阻于共晶碳化物处 ,与固溶体组成共晶体的碳化物主要为具有六方点阵并含有层片状孪晶的 (Cr,Fe) 7C3。

钴基合金等离子转移弧喷焊组织结构和性能研究

应用光学金相、扫描电镜 (SEM )、X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM )和显微硬度测试对钴基合金等离子喷焊的组织结构和显微硬度 ,以及时效过程中的物相和显微硬度变化进行了研究。结果表明 ,合金层主要是由γ(Co)和 (Cr ,Fe) 7(C ,B) 3构成。表现出亚共晶的组织形态。它在时效过程中物相发生了变化 ,并且发生了由 (Cr ,Fe) 7(C ,B) 3向Cr2 3(C ,B) 6 的转变过程 ,时效后显微硬度平均提高约 11%。研究表明 ,时效过程中新相的析出。

等离子转移弧堆焊镍基和钴基合金堆焊层的组织和耐磨性能研究

采用等离子转移弧堆焊技术制备了碳化钨增强镍基Stelcar65合金和钴基Stellite6合金堆焊层,利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了堆焊层的相组成和显微组织,并用磨损试验机研究了两种合金堆焊层的磨损性能。结果表明,Stelcar65合金堆焊层由碳化钨增强颗粒和镍基合金基体组成,碳化钨硬质颗粒均匀地分布在Stelcar65合金堆焊层中。Stellite6合金堆焊层从熔合线至表面,依次出现平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶几种组织。Stelcar65、Stellite6合金堆焊层的平均硬度分别为542 HV和449 HV。Stelcar65合金堆焊层具有优异的耐磨性能,其堆焊层的磨损量小于Stellite6堆焊层。Stelcar65合金堆焊层的磨损机理是磨粒磨损和粘着磨损,而Stellite6的磨损机理为磨粒磨损。

直流非转移弧热等离子体喷枪加热效率分析

利用计算机模拟技术,采用有限容积方法,针对自制的低能耗、高效率内送粉等离子喷涂设备,对喷枪内部影响喷涂热效率的因素进行了分析。研究结果表明通过适当提高进气流量、提高混合气体中的氮气或氢气含量和减少喷枪通道长度,均能提高等离子喷枪热效率。而电流的大小以及喷枪的通道直径对热效率无显著影响。

非转移等离子弧净化石墨研究

针对传统石墨提纯方法存在试剂有毒、污染环境、能耗大、成本高等缺点。探讨了利用非转移等离子弧净化石墨的技术路线,设计了专用等离子体石墨净化装置。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪等对非转移等离子弧处理石墨前后石墨的外观形貌及元素痕量进行了表征。实验表明:气体流速为25L/min、电流为300A、进料速度为100g/min、循环次数为3次条件下石墨净化效果最佳;非转移等离子弧净化石墨方法简单高效。

等离子体转移弧法制备的气缸内壁涂层和新型活塞环对新一代发动机的摩擦性能改进

为了控制气候变化,欧盟已经承诺,到2020年,CO2气体的排放量将比1990年减少30%。二氧化碳总排放量的20%来源于交通,其中道路交通占据了交通气体排放的84%以上。为了实现二氧化碳减排的目标,汽车行业不得不执行更严格的排放标准。汽车行业减排只有通过减轻车身重量和提高发动机和传动系统的效率方可实现。内燃机中接近50%的能量用来克服活塞环与气缸内壁之间的摩擦阻力,因此气缸内壁以及活塞环上均被涂上新型的低摩擦材料,以减少该部位带来的能量损失。论文中采用线性往复摩擦试验机表征气缸壁和活塞环间的摩擦行为,以便找出最佳的涂层组合。

等离子弧堆焊镍基球形碳化钨涂层摩擦磨损研究

目的采用等离子转移弧堆焊技术制成镍基球形碳化钨复合涂层,研究碳化钨含量对复合涂层摩擦磨损性能的影响,以用于实际生产开发。方法碳化钨质量分数分别为20%、30%、50%、60%的镍基混合粉末通过等离子堆焊方法制备成复合涂层,并采用Bruker公司生产的万能摩擦磨损试验机对镍基碳化钨复合涂层的侧面进行摩擦磨损性能测试。对各组涂层的表面形貌、摩擦系数、划痕横截面积及磨损面的微观形貌进行对比分析,探究碳化钨的含量对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果等离子转移弧堆焊镍基球形碳化钨复合涂层的耐磨性能随着碳化钨含量的增大而增大,同时近熔合区基体的耐磨性能也不断提高。当碳化钨质量分数小于50%时,主要发生的是粘着磨损和氧化磨损;当碳化钨质量分数大于50%时,主要发生的是粘着磨损和磨料磨损。结论由于碳化钨的存在以及增强相的不断生成,随着碳化钨含量的增大,复合涂层的磨损性能不断提高。出于性能和成本考虑,当碳化钨质量分数为50%时更适合实际应用。

不同共晶组织含量铸造碳化钨焊层的微观结构和耐磨性能研究

以不同共晶组织含量的铸造碳化钨和镍基自熔合金混合粉末为原料,采用等离子转移弧(PTA)堆焊制备各焊层;通过金相显微镜和扫描电镜、G65磨粒磨损测试等研究了各焊层的微观结构和耐磨性能。研究结果表明:采用高共晶组织的铸造碳化钨能改善焊层微观结构,获得硬质相分布均匀、无孔洞、高硬度等特点的焊层;同时能显著提高焊层的耐磨性能。

球形碳化钨增强钴基堆焊涂层的组织及低温耐磨性

目的提升低温钢的摩擦磨损性能,为极地特殊船板的焊补和延寿技术提供试验依据。方法利用等离子转移弧技术,在低温钢E32表面堆焊制备3组球形不同碳化钨含量的钴基涂层,比较该改性涂层和E32钢在低温条件下(–20℃)的摩擦磨损性能。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、3D光学轮廓仪等研究手段,分析碳化钨含量对堆焊层耐磨损性能和显微组织的影响规律,并揭示其耐磨损机理。结果在载荷为50 N、滑动速度为20 mm/s条件下,经2 h干滑动摩擦磨损后,3组涂层较低温钢E32的摩擦系数和体积磨损率均下降,磨痕的宽度和深度均变小。富含WC、W_(2)C增强相以及Cr_(23)C_(6)、Cr_(7)C_(3)、Co_(6)W_(6)C和Fe_(6)W_(6)C等碳化物硬质相的涂层,显著提升了E32钢的硬度和低温耐磨性。涂层的低温耐磨性能随着碳化钨含量的增大而提高,未添加碳化钨的涂层的主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损,当碳化钨的质量分数为30%和60%时,主要磨损机理为三体磨粒磨损。结论通过在E32钢表面进行等离子转移弧堆焊,得到了结构致密、高硬度和抗低温耐磨性的球形碳化钨增强钴基表面改性涂层,在一定程度上提升了低温钢的服役寿命。

Parameter optimization for tungsten carbide/Ni-based composite coating deposited by plasma transferred arc hardfacing

Ni-based composite coatings with a high content of tungsten carbides(Stelcar65composite coatings)were synthesized by plasma transferred arc(PTA)hardfacing.The welding parameters of Stelcar65composite coatings were optimized by orthogonal tests.The PTA welding parameters including welding current,powder feed rate and welding speed have significant influence on the tungsten carbide degradation.The values for the optimum welding current,powder feed rate and welding speed were determined to be100A,25g/min and40mm/min,respectively.The produced WC/Ni-based composite coatings were crack-and degradation-free.The microstructure of deposited layers,as well as the microstructure and microhardness of the optimal coating were further analyzed.