激光熔覆原位自生复相陶瓷颗粒增强涂层

借助光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及显微硬度计等手段对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了研究。熔覆层不同位置的凝固特征参数不同 ,形成的组织亦不同。陶瓷相的引入使得熔覆层晶粒细小 ,枝晶生长方向发生紊乱。原位反应生成的TiB2 ,Al2 O3 为亚微米颗粒 ,主要分布在晶粒内部 ,形成晶内复合 ,而未反应的TiO2 ,B2 O3 陶瓷颗粒分布在晶间。熔覆层物相主要为基体的γ相和基体上弥散分布的γ′相以及Al2 O3 ,TiB2 等陶瓷相等。研究了激光加工参数对显微硬度分布的影响。磨损试验表明 。

钒、钛对激光熔覆铁基原位生成颗粒增强复合涂层组织的影响

研究了加钒与复合添加钒、钛时激光熔覆制备的铁基原位生成颗粒增强复合涂层的组织特点。研究表明 ,在FeCSiB激光熔覆粉末中单独添加钒和复合添加钒、钛均能获得平均显微硬度为 (90 0～ 10 5 0 )HV0 2、且成形良好的熔覆层 ,熔覆层中原位生成的硬质颗粒面积分数随冷却速度的降低而提高。单独添加钒的熔覆层中增强颗粒分布与熔覆层显微硬度对冷却速度更为敏感。在相同冷却条件下 ,复合添加钒、钛的熔覆层中的增强颗粒的尺寸和面积分数以及先共晶奥氏体的数量显著高于单独添加钒的熔覆层 。

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。

颗粒增强有机硅基复合涂层的冲蚀磨损行为

利用气流喷砂型试验机 ,对 Si C和 Al2 O3颗粒增强的有机硅基复合材料涂层 (SMCC)的冲蚀磨损行为进行了研究 .发现合适的基体组成、增强体颗粒种类及含量使 SMCC冲蚀率较纯有机硅树脂涂层降低了 1个数量级 .冲蚀表面形貌 SEM分析表明 :低速冲蚀时涂层冲蚀磨损机理以显微犁耕为主 ,并伴有显微切削 ;而高速冲蚀时的磨损机理主要是微裂纹的产生和扩展造成涂层的大块剥落 ,并伴有微切削和微犁耕 .

激光原位制备TiB_(2)-TiC颗粒增强铝基涂层的组织及性能研究

针对铝合金硬度低、耐磨性差的问题,采用激光合金化工艺在其表面制备了原位自生Ti B_(2)-Ti C颗粒增强铝基复合涂层,在B_(4)C-Ti的4%、12%、36%三种质量分数下,研究了合金化层的物相组成、微观组织和耐磨性能。利用边-边匹配模型(E2EM模型)计算了原位自生颗粒的界面匹配情况,分析了原位自生相作为异质形核核心的可能性。结果表明,合金化层主要由条状或针状Fe-Al金属间化合物和大量弥散分布、尺寸细小的Ti B_(2)、Ti C、Cr_(2)B等原位增强颗粒组成。原位自生Ti C、Ti B_(2)相与α-Al基底、Ti C/Ti B_(2)两相之间的面间距失配和原子间距失配均小于10%,表明增强颗粒与基底之间界面结合良好,且Ti B_(2)可作为Ti C异质形核核心。合金化层的平均显微硬度高达1156.11 HV,约为基体的15.2倍,磨损体积比基体降低了89.6%,耐磨性能显著提高。

瓦楞辊高耐磨激光熔覆颗粒增强铁基复合涂层

瓦楞辊现有强化方式如中频淬火、氮化、镀铬、激光相变硬化和喷涂碳化钨在寿命、成本、工艺稳定性及可再修复性方面存在一定的局限性,而采用激光熔覆的方法对瓦楞辊进行强化及修复可以在一定程度上弥补传统方法的劣势.针对瓦楞辊工况下强烈的低应力干摩擦磨粒磨损,采用专门研制的抗磨粒磨损粉末材料THW-64,通过工艺优化,在瓦楞辊齿表面激光熔覆制备厚度大于0.4 mm的耐磨涂层,研究瓦楞辊激光熔覆强化涂层的组织及性能.熔覆层无裂纹、与基体呈牢固的冶金结合,涂层组织为亚共晶基体上弥散分布着大量原位生成的复合碳化物颗粒,平均显微硬度915HV0.2.摩擦学对比实验证明复合涂层耐磨粒磨损的性能明显改善,工业应用表明激光熔覆强化的瓦楞辊使用寿命较激光相变硬化有显著提高.

铌对激光熔覆铁基原位合成颗粒增强复合涂层组织的影响

研究了单独添加不同含量的铌与复合添加铌、钛时激光熔覆铁基原位生成颗粒增强复合涂层的组织特点。研究表明,往FeCSiB系合金粉末中无论单独添加铌还是复合添加铌、钛均能得到成形良好、组织均匀细化、大量颗粒均匀弥散分布的熔覆层。在相同的激光熔覆条件下,复合添加铌、钛得到的熔覆层组织中颗粒的面积比例和单独添加Nb大体相当,但是复合添加得到的颗粒更为细小,数目更多。单独添加Nb时,整个熔覆层内显微硬度分布比较均匀;随着添加量的增加,平均显微硬度先下降后上升。

铌、铬对激光熔覆原位合成颗粒增强铁基复合涂层的影响

研究了铌、铬对激光熔覆制备的铁基颗粒增强复合涂层组织和性能的影响。在FeCSiB系熔覆粉末中复合添加Ti、W、Nb、Cr等碳化物形成元素,通过激光熔覆制备原位合成颗粒增强复合涂层。研究表明,单独及复合添加铌、铬均能获得显微硬度均匀分布且成形良好的熔覆层。通过改变铌和铬的含量和配比可以有效改变颗粒相的分布情况。单独添加铌时,熔覆层显微硬度随着铌含量的增加先减小后增大;单独添加铬时,随着铬含量的增大,熔覆层显微硬度呈下降趋势。抗冲击磨损性能与材料的韧性有关,微米级碳化物颗粒对涂层抗冲击磨损性能的提高并没有促进作用。

稀土氧化物对激光熔覆制备颗粒增强镍基涂层中颗粒分布的影响

采用激光熔覆技术，通过在商用热喷涂粉末Ni25A合金粉末中复合添加强碳化物形成元素Ti、Zr和W并同时增碳，在45#钢基体上制备了原位析出的颗粒增强镍基复合材料涂层。重点研究了向熔覆粉末中添加不同的稀土氧化物对熔覆层组织的影响。研究表明，稀土元素可以改善原位合成颗粒的形态、尺寸和密度，在镍基涂层中Y2O3的作用显著优于轻稀土氧化物的作用。

基于科教融合的专业技能训练实验教学改革探索——以电镀镍溶液化学成分分析实验为例

结合本专业方向的学科特色、培养方案、课程教学大纲和科研项目及研究成果,本文对专业技能训练中原电镀镍溶液化学成分分析实验进行了重新设计。重新设计的实验主要包括旧电镀镍溶液化学成分分析、镀液化学成分调整、电泳-电镀制备ZrO_(2)颗粒增强Ni基复合涂层(Ni-ZrO_(2)复合涂层)、复合涂层组织结构和性能表征、结果分析等环节,并将扫描电子显微镜、能谱仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站等仪器设备的原理和操作融入教学过程之中。新的实验内容丰富,综合性较强,涉及材料科学、表面科学、腐蚀学、摩擦学、化学、电化学、仪器仪表学等知识。该探索可加深学生对相关知识的理解,激发学生的学习和科研热情,提高学生的动手实践能力。

等离子熔覆技术的研究现状及展望

等离子熔覆技术是一种高效且应用广泛的表面处理技术,具有与基体结合良好、设备成本低、工作环境无污染及操作简单等优点。从等离子熔覆工艺参数研究、等离子熔覆合金涂层、等离子熔覆颗粒增强金属基复合涂层、等离子熔覆层质量调控方法、等离子熔覆技术应用等五个方面,介绍了等离子熔覆技术当前的发展概况。其中,关于等离子熔覆工艺参数研究方面,阐述了熔覆电流、离子气体流量、送粉气体流量、粉末送粉量、焊枪摆动幅度、焊接速度、喷嘴与工件之间的高度及多道搭接时搭接率等参数对涂层组织性能的影响;在等离子熔覆合金涂层方面,介绍了等离子熔覆用合金粉末及其引入方式的研究进展;在等离子熔覆颗粒增强金属基复合涂层方面,叙述了增强颗粒及其添加方式的最新研究成果;在等离子熔覆层质量调控方法部分,阐述了预热缓冷、热处理、外加磁场、机械振动、超声波辅助、加入变质剂及添加稀土元素等手段对熔覆层的质量调控作用;在等离子熔覆技术应用方面,介绍了等离子熔覆技术在矿山机械、汽车零部件再制造以及阀门修复等领域的应用。最后对等离子熔覆技术的应用前景及发展趋势做出了展望。

铁路路基处理车易磨损件扒掌激光熔覆耐磨强化技术研究

扒掌是路基处理车挖掘链的尖端零件,用于将路基土层耙松并输送到物料处理单元。其工作过程中承受剧烈的磨损,长期依赖进口。对进口扒掌的结构、涂层组织及性能进行测试,完成了失效分析,优化设计了扒掌结构及制造工艺。采用清华大学颗粒增强金属基耐磨材料,完成了激光熔覆国产化样件研制。对样件激光熔覆涂层的组织、硬度及摩擦学性能进行了测试。并在专门开发的工况模拟试验机上将国产化样件与进口件进行了强化对比试验。试验结果表明,采用激光熔覆强化及改进结构的扒掌寿命优于进口部件,成本大幅降低,可替代进口件。