合金型镍基自熔性碳化钨粉末及涂层性能研究

镍基自熔性合金粉可有效增强工件耐磨性,在民用领域应用广泛。本文采用水雾化制备了合金型镍基自熔性碳化钨粉末,并采用两步法火焰喷焊进行喷涂试验,并与混合型镍基自熔性碳化钨粉末及涂层进行对比。分析了两种粉末及涂层的物理化学性能及强化方式。合金型镍基自熔性碳化钨粉末球形度好,氧含量低,自熔性好;喷焊层硬度高,微观组织均匀,性能与混合型相近。

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。

灰铸铁玻璃模具材料与镍基合金粉末熔覆性能的研究

用普通电阻炉加石墨保护的方法成功地在铁素体基灰铸铁及珠光体基灰铸铁基体上制备了镍基自熔性合金粉末复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、CMT4305型万能测试仪等分别对复合材料的显微组织、成分分布、显微硬度以及结合强度等进行了观察和测试。试验表明,在基体与覆层熔覆的过程中存在着元素的相互扩散,促进了二者之间的冶金结合,且铁素体基灰铸铁与镍基覆层之间的结合好于珠光体基灰铸铁,另外由于元素的扩散使基体与熔覆层组织的显微硬度呈梯度分布。

45~#钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末

目的提高45#钢的表面性能。方法利用IPG光纤激光加工系统,采用不同的工艺参数在45#钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末,对熔覆层的宏观表面(平整度、表面硬度、裂纹情况)及金相组织、显微硬度分布进行对比分析。结果在激光功率为1200 W、扫描速度为2 mm/s、送粉电压为7 V时,获得的熔覆层宏观表面相对平整光滑,平均洛氏硬度约是基体的2.5倍。由微观组织分析得知,熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,熔覆层中上部组织晶粒细小,沿熔覆层与基体交界处向外,晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固。熔覆层显微硬度分布比较均匀,并且与基体相比提高了约1.5倍。结论 45#钢表面机械性能得到提升,在其表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末具有可行性和研究价值。

WC增强镍基复合喷焊层的组织与磨粒磨损性能研究

采用扫描电镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜技术分析了氧乙炔火焰喷焊WC增强镍基自熔性合金复合涂层的组织结构,并采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机对该涂层与等离子喷涂NiCr/Cr3C2涂层的磨损性能进行了实验比较。结果表明,复合喷焊层内形成了-γNi固溶体基体,其中弥散分布着大量细小的碳化物硬质相Cr3C2、B4C、Cr7C3、Cr23C6等。WC颗粒仅在边缘处发生部分溶解,与涂层基体形成了冶金结合,周围生成针状的碳化铬枝晶。该组织决定了喷焊层基体具有较高的硬度,WC增强颗粒与基体之间具有很高的结合强度。复合喷焊层具有很好的耐磨粒磨损性能,其磨损失重量仅为NiCr/Cr3C2涂层的57%。

镍基碳化钨喷焊涂层组织与磨损性能研究

采用带有能谱仪的扫描电镜、X射线衍射和透射电镜技术分析了氧乙炔火焰喷焊WC增强镍基自熔性合金复合涂层的组织结构,并采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损实验机对该涂层、镀铬层以及Q235钢进行了抗磨粒磨损性能测试.结果表明,复合喷焊层的结构为在γ-Ni固溶体基体上较均匀的分布着颗粒较粗的WC粒子和弥散分布着大量细小的碳(硼)化物硬质相,这些细小的硬质相主要是Cr7C3,Cr23C6和Ni3B等.在相同的实验条件下,镀铬层和Q235钢的磨损失重分别为喷焊层的1.86倍和29.8倍.

WC颗粒增强镍基喷焊涂层的显微组织与耐磨性

采用氧乙炔火焰喷焊技术,在正火态45钢基体表面用镍包WC粉制备WC颗粒增强镍基喷焊涂层,采用SEM、XRD分析了涂层的显微组织和物相组成,讨论了WC含量对镍基喷焊涂层硬度、耐磨性的影响。结果表明:WC增强镍基喷焊涂层组织细小,喷焊涂层与基体形成了良好的冶金结合;喷焊涂层的硬度和耐磨性能随着WC含量增加均先升后降,当WC颗粒质量分数为35%左右时性能最佳,硬度达到1 250 HV,磨损量为0.06 g。

稀土对真空熔结Ni基自熔性合金涂层组织结构的影响

采用真空熔结的方法在45#钢母材上获得了稀土NiCrBSi自熔性合金涂层,借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层截面的微观组织、相结构及涂层与母材界面附近的组织特征,讨论了稀土的加入对涂层组织的影响。结果表明:真空熔结NiCrBSi合金涂层为Ni基固溶体和分布在固溶体上块状、球状和针状的CrB、Fe3C、Cr7C3等硬化相组成,涂层与母材为良好的冶金结合。添加稀土元素的NiCrBSiRE合金涂层消除了针状组织,析出了新的硼化物Ni3B和碳化物Cr23C6,硬化相得到了进一步的球化;RE还阻碍了Ni、Cr、Si等原子向母材的扩散和Fe原子向涂层的扩散,减轻了Fe原子对涂层的“稀释”作用,保证了涂层的化学组成。

Mo元素对NiCrBSi合金激光熔覆层开裂敏感性的影响

采用CO2固体激光器,在45CrNi钢表面制备了添加成分(质量分数,%)为0,2.5,5.0,7.5,10.0Mo的NiCrBSi合金熔覆层,研究了Mo元素对熔覆层开裂敏感性的影响,并从线膨胀系数和熔覆层凝固组织特性两方面对其影响进行了分析.结果表明,NiCrBSi合金对裂纹很敏感,熔覆层表面出现大量横向宏观裂纹,NiCrBSi合金中添加质量分数5.0%Mo,可改善凝固组织中硬质相的成分和形态,降低熔覆层的线膨胀系数,二者综合作用,降低了熔覆层的开裂敏感性.

细WC添加量对Ni基WC喷焊涂层性能的影响

采用金相显微镜和X射线衍射仪分析了氧乙炔火焰喷焊WC含量不同的Ni基WC涂层的显微组织和相结构,采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损实验机对各涂层的抗磨粒磨损性能进行了比较研究,并采用扫描电镜观察了喷焊粉末的形貌和喷焊层的磨损形貌.结果表明,喷焊层的组织为在g-Ni固溶体基体上弥散分布着细小的碳(硼)化物硬质相,这些细小的硬质相主要是Cr7C3,Cr23C6,Cr2B,CrB2和WC.Ni基WC喷焊层的硬度随WC添加量的增加先增加后减小,当WC的质量分数为25%时,Ni基体WC喷焊涂层的硬度最高,相应的抗磨粒磨损性能最好.

镍基合金粉末氧乙炔火焰喷焊层的组织研究

通过SEM、EDS等手段,研究了GFN i01、GFN i02、GFN i03三种镍基自熔性合金粉末氧乙炔火焰喷焊层的组织、表面硬度及喷焊层的维氏硬度分布.结果表明,喷焊层中强化相质点分布较为均匀.喷焊层与基材界面的硬度呈梯度分布,GFN i03喷焊层硬度最高.喷焊层与基材界面处明显存在合金元素的扩散.

搭接对激光熔覆Ni60合金涂层组织影响的研究

通过激光熔覆在45#钢基体上获得了质量良好的单道和多道搭接的Ni60合金涂层。研究了搭接对激光熔覆Ni60合金涂层显微组织的影响。结果表明,单道熔覆涂层中M7C3型碳化物形貌为树枝状,尺寸较小;多道搭接涂层中M7C3型碳化物形貌为不规则的块状、针状、串珠状等,且尺寸粗大。

新型热剪刀片喷焊层组织和性能研究

根据热剪刃服役的综合性能要求,在5Cr5WMoSiV钢表面氧乙炔火焰喷焊Ni-WC金属陶瓷层,测量了焊层各部分显微硬度,研究了焊层的显微组织和性能。结果表明:焊层显微组织为镍基固溶体、弥散分布着块状硬质颗粒相;过渡层为α-Fe固溶体、镍基固溶体、细小的金属间化合物及少量莱氏体;基体组织无明显变化,热影响区内存在一薄层脱碳层。喷焊层与基体有良好的冶金结合。

激光熔覆原位自生碳化钨陶瓷涂层的研究

使用IPG光纤激光器YLR-3000激光加工系统,在45钢表面通过激光熔覆自熔性碳化钨陶瓷涂层,提高熔覆层组织和性能。对涂层的硬度和显微组织进行分析。结果表明:激光功率1200 W、扫描速度2 mm/s、送粉电压7 V时,熔覆层的平均洛氏硬度约是基体平均硬度的2.6倍;熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,熔覆层中上部的晶粒细小,沿熔覆层与基体交界处向外晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合牢固。

添加元素Cu、Mo对镍基合金喷焊层组织和性能的影响

选择两种(Ni-A、Ni-B)成分不同的Ni基合金粉末,在STB A22钢基体上用火焰喷焊技术制备两种喷焊层.XRD和SEM背散射电子实验结果表明,喷焊层内的基体都是Ni和Ni3Fe相,其中Ni-A的基体中含有少量Cu.在Ni-A、Ni-B的喷焊层内分布有大量富Cr硬质第二相,在Ni-A的喷焊层中,该相有两种形态,且含有较多Mo元素.在Ni-B的喷焊层中,第二相分布均匀,且无Mo元素.高温硬度实验表明,由于喷焊层中形成了富Cr硬质第二相,Ni-A、Ni-B喷焊层的硬度较高,而由于Ni-A第二相中含有较多Mo元素,Ni-A的高温硬度比Ni-B高,两种喷焊层的高温硬度均比基材常温时高70%以上.

金属喷涂工艺与设备

976134电弧喷涂系统中几个问题的探讨/张文扬…//甘肃工业大学学报一1997,23(3)一11一巧借助流体力学、空气动力学及燃烧空气动力学,建立了电弧喷涂系统中管路气体的数学模型。介绍了几种电弧喷涂的结构形式,提出了电弧喷涂的雾化机理,以及提高雾化能力的一些措施。