熔覆电流对高钼高钒铁基硬质涂层组织结构与性能的影响

刃板的磨损失效往往导致整个挖斗报废,为了提高其耐磨性能,采用等离子熔覆技术在刃板材料Q345B表面制备高钼高钒铁基耐磨涂层,研究熔覆电流(120、140、160 A)对涂层组织结构的影响,考察涂层的显微硬度、摩擦磨损与耐冲击性能。结果表明,电流大小对涂层的组织结构与界面状态影响较大,涂层组织主要由马氏体基体、弥散分布的细小球形碳化钒(VC)、多边形块状硼化钼(Mo_(2)B)和层片状复合硼碳化物(M_(2)(B,C))组成。120 A下制备的涂层与基材界面处存在局部未熔合区,增大电流导致涂层中VC的尺寸和分布间距变大,Mo_(2)B消失,M_(2)(B,C)增多且尺寸增大。涂层的平均显微硬度约为920 HV0.1,是耐磨钢NM400的2倍多,同等条件下的磨损失重仅为NM400的1/20,表现出优异的耐磨性能。带基材的涂层具有良好的耐冲击性能,且平行熔覆纹路的耐冲击性能优于垂直熔覆纹路的。

等离子熔覆高钒铁基合金涂层耐冲击磨料磨损的研究

高钒铁基耐磨合金作为新一代耐磨材料,已在轧辊等领域获得广泛应用。通过等离子粉末堆焊在Q235低碳钢板上熔覆高钒铁基耐磨合金(V8)涂层,在MLD-10动载荷冲击磨料磨损试验机上测试了V8涂层在铸造石英砂磨料下的冲击磨料磨损性能,冲击能量为1.0 J,1.5 J,2.0 J,2.5 J,3 J,并与高锰钢(ZGMn13)进行对比。结果表明:当冲击功为1J时,V8涂层的耐冲击磨料磨损性能是高锰钢的4.7倍。随着冲击功的增加,V8涂层与ZGMn13高锰钢之间的耐磨性差距大幅缩小。V8涂层微观组织形态为高硬度原位生成的团球状碳化钒弥散分布于强韧的板条状马氏体基体和网状共晶(Cr,Fe)_(7)C_(3)碳化物之间,碳化钒硬质质点对基体割裂小,涂层具有良好的强韧性匹配。V8涂层磨损机理以基体的显微切削和VC颗粒的脱落为主,高锰钢磨损机理以微切削和塑性变形为主。

织构化对等离子束沉积钴基耐磨合金涂层组织及性能的影响

为了抑制等离子束合金修复涂层的开裂倾向,在球墨铸铁板上制备了织构化钴基耐磨合金涂层,并分析了织构化对等离子束沉积钴基耐磨合金涂层组织及高温摩擦磨损性能的影响。结果表明:钴基耐磨合金涂层的组织为典型的亚共晶白口铸铁组织;钴元素含量为16.41 mass%的合金涂层经4次640℃回火保温1 h处理后,硬度保持在550~600 HV0.2,表明其具有较高的热稳定性,适宜作热轧辊表面修复涂层材料;点状织构化处理能够有效地抑制合金涂层的开裂倾向,涂层的表面及截面均未观察到裂纹存在,在700℃进行1 h的高温摩擦磨损后,平均摩擦系数较低,为0.27,磨损机理为粘着磨损与氧化磨损。

钛合金表面镍基喷焊涂层的组织和耐磨行为

采用火焰喷焊技术对钛合金表面进行耐磨改性,可以较好地解决实施工艺过程中的工程适应性问题,但对于任何一种表面耐磨处理技术,耐磨性能的改善和提高都是其最终目的。考察了钛合金表面上3种不同成分的镍基火焰喷焊涂层的组织和耐磨行为。研究发现,3种成分的镍基涂层都具有韧基体+硬质相的耐磨组织,其基体均为强韧性很好的镍基固溶体,但硬质相的差别较大。在相同试验条件下,100%的F102涂层、含4%La2O3的稀土复合涂层和含25%WC的N i-WC复合涂层的磨损失重仅为未处理钛合金的1/6,1/8和1/10。试验结果表明,采用火焰喷焊技术对钛合金表面进行耐磨处理,可以有效地改善表面的耐磨性。

基于预置式涂层法的Co基合金涂层及其耐磨性研究

采用预置式涂层法,在模具零部件的45钢表面用Co基合金粉末和WC合金粉末干燥后进行多层熔覆试验,通过用不同参数进行加工,找出最优加工参数。对最优加工参数的试样熔覆层形貌、组织、硬度、耐摩擦磨损等性能进行检测,结果表明熔覆层的强度、硬度、耐摩擦性能和耐蚀性都大幅提高。

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。

一种新型致密Fe基非晶涂层的制备与耐磨性能

采用活性燃烧高速燃气(AC-HAVF)喷涂技术在AISI 1045低碳钢基体上制备了一种新型Fe40Cu8Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金涂层,通过XRD、SEM、摩擦磨损试验机等研究了涂层的微观结构及其摩擦磨损行为。研究表明,Fe40Cu8Cr15Mo14C15B6Y2涂层的厚度可达400μm,涂层基本由非晶相组成,且与基体结合良好,结构致密,孔隙率为1.2%。该Fe基非晶涂层具有较高的维氏硬度达1038 HV,极低的磨损量,约为基体AISI 1045低碳钢的1/4。在干摩擦条件下,涂层易发生层状剥落磨损。同时,摩擦界面的局部接触部位产生高的闪温,使涂层表面形成氧化膜,随着摩擦过程中氧化的不断进行,当氧化膜生长到某一临界厚度时,由于其本身脆性会最终破裂,形成氧化磨屑,进一步加剧涂层的磨损。

火焰熔覆镍基/陶瓷涂层的耐磨性研究

研究了陶瓷WC和SiC加入量对氧乙炔火焰重熔方法制备的镍基合金涂层耐磨性的影响。试验结果表明,采用粘接手段作为预涂敷方法、氧乙炔火焰作为热源可得到致密、均匀的陶瓷复合涂层。Ni60基/WC复合层的耐磨性优于Ni21基/SiC复合层,且在一定的范围内这2种复合层均随着陶瓷含量的增多而耐磨性提高。当WC含量达到30 %时,Ni60基/WC复合层的耐磨性最好,继续增加WC含量耐磨性反而降低。当SiC含量达到4%时,Ni21基/SiC复合层的耐磨性最好,继续增加SiC含量耐磨性反而降低。

铝基非晶合金防腐蚀耐磨损性能的研究进展

Al基非晶合金具有优异的防腐蚀耐磨损性能。综述了Al基非晶合金由热处理和变形处理引起的晶化,介绍了Al基非晶合金材料防腐蚀耐磨损性能的研究现状,指出Al基非晶合金在控制非晶纳米晶比例、提高该非晶纳米晶涂层中非晶含量的研究动态,展望了Al基非晶合金材料在海洋装备防护等领域的运用价值。

镁合金热化学反应热喷涂Al_2O_3基复相陶瓷涂层的性能

为了提高镁合金的耐磨、耐蚀等性能,以Al2O3+TiO2为陶瓷骨料,加入Al+B2O3+TiO2放热反应体系,采用氧乙炔火焰喷涂技术在AZ31B镁合金表面制备Al2O3基复相陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的形貌、致密性、相结构、热震性能、耐磨性和耐蚀性,并与普通热喷涂陶瓷涂层进行了比较。结果表明:热化学反应热喷涂层表面陶瓷粒子的熔化率较高,呈熔岩状;热化学反应热喷涂过程中发生热化学反应,涂层中有TiB2等新相生成;热化学反应热喷涂层的抗热震性、致密性、耐磨性、耐蚀性均优于普通热喷涂层,清漆封孔可使热化学反应热喷涂层的致密性大幅提高,几乎不发生腐蚀。

颗粒增强复合镍基涂层耐磨性的研究

研究了４种不同涂层的耐磨性能，并对涂层形貌、组织、硬质相等进行了分析，结果表明：Ｎｉ６０中添加价格较低的ＦｅＯ５粉末后，涂层耐蚀磨损性能得到改善；随ＷＣ含量的增加，涂层的耐冲蚀磨损的性能也得到提高；而加入硬质颗粒后，其合金粉末涂层的耐磨性却不一定提高．

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。

掺杂镍对镁合金表面冷喷涂锌基涂层性能的影响

目的研究镍添加对冷喷涂锌基涂层耐蚀性的影响,为镁合金提供有效的防护涂层。方法采用低压冷喷涂技术在镁合金基体表面分别制备锌基和锌/镍基复合涂层,通过微观观察、摩擦磨损实验、电化学极化法和电化学阻抗谱测试及全浸泡腐蚀试验,研究镁合金表面冷喷涂涂层的结构、摩擦磨损行为和耐蚀性。结果镁合金表面冷喷涂锌基涂层后,其硬度和耐磨性得到显著提高,掺镍后的锌/镍基涂层具有更高的硬度和耐磨性。锌基和锌/镍基涂层均能为镁合金提供腐蚀防护,锌/镍基涂层比锌基涂层具有更好的耐蚀性。相对镁合金来说,锌基涂层和锌/镍基涂层的自腐蚀电位分别正移了260 mV和560 mV;长期腐蚀后锌/镍基涂层形成了更致密的腐蚀产物膜,腐蚀电阻显著高于锌基涂层。结论冷喷涂锌基和锌/镍复合涂层均能对镁合金提供防护作用,掺杂镍后的锌/镍基复合涂层具有更高的硬度、耐磨性和耐蚀性。

激光织构对Fe基非晶合金涂层润湿性的影响研究

为提高页岩油气钻进过程中钻头表面的耐磨性能及防泥包性能,采用冷喷涂(CS)和超音速火焰喷涂(HVAF)技术在35CrMo钢基体上制备了Fe_(48)Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_(6)Y_(2)非晶合金涂层,并利用紫外激光制备了涂层的疏水表面,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的微观结构和力学性能,利用接触角测量仪表征涂层的润湿性,并分析其润湿机理。结果表明:利用CS技术制备的Fe基非晶合金涂层结构更加致密,非晶质量分数达到90%,且具有更好的热稳定性。激光过程中的熔融物快速冷却在涂层表面形成纳米尺寸级别的凝结物以及团聚物形成微纳复合结构,在激光扫描次数为7次时,CS涂层表面水接触角最高,具有良好的疏水性。

铝合金表面耐磨涂层的制备研究

采用气雾化工艺研究制备Fe Ni Cr BSi合金粉末,并通过HVOF工艺在铝合金表面制备耐磨涂层,涂层最大厚度可达3.0 mm。用金相显微镜、激光粒度仪以及维氏显微硬度仪等分析粉末颗粒的形貌、粒度分布、显微硬度以及涂层的表面形貌、内部组织和显微硬度。结果表明:不同雾化工艺对合金粉末的粒度分布影响较大,当雾化温度及压力分别为1 500℃、3.5 MPa时,所制得的粉末平均粒径为13.3μm,且粒度分布合理,颗粒表面光滑、形状规则,采用该粉末制备的HVOF耐磨涂层孔隙率为1.23%,内部组织以针状马氏体为主,硬度高达635HV0.3。

燃气涡轮发动机用叶尖耐磨封严涂层材料国内外研究进展

为了提高燃气涡轮发动机叶片叶尖的耐磨性能,提高发动机效率、降低油耗和减少成本,本文系统分析了各种叶尖耐磨封严涂层材料的使用范围,综述了燃气涡轮发动机用叶尖耐磨封严涂层材料的制备及发展现状,同时指出燃气涡轮发动机用叶尖耐磨封严涂层材料的发展方向。

高温耐磨蚀涂层在循环流化床锅炉水冷壁中的应用研究

本文综述了目前国内外常用的几种循环流化床锅炉水冷壁用高温耐磨蚀涂层,并对各种涂层的应用现状、性能作了简要分析,提出高速电弧喷涂镍基高铬合金涂层和Fe3Al金属间化合物涂层具有良好的发展前景。

TiAlN涂层与Al2O3复合涂层刀具高温合金切削性能研究

为提升高温合金加工刀具的加工质量与效率,设计制备了用于金属陶瓷刀具的TiN/Al2O3/TiC/TiCN复合涂层(Al2O3复合涂层)与用于硬质合金刀具的TiAlN涂层。开展了进给量为单因素变量的切削实验,并从切削力变化、刀具磨损情况及被加工表面质量三方面验证对比刀具的切削性能。试验表明,涂层刀具的刃口钝化处理导致了其加工过程切削力的升高,其中TiAlN涂层硬质合金刀具切削力变化较平稳;Al2O3复合涂层刀具加工过程中出现了涂层剥落现象,而TiAlN涂层刀具磨损较小;TiAlN涂层硬质合金刀具获得的加工表面质量优于Al2O3复合涂层刀具。TiAlN涂层硬质合金刀具在耐磨性、涂层粘着力及加工质量三方面均优于Al2O3复合涂层金属陶瓷刀具。

铝硅合金的激光合金化

本文采用喷吹送粉激光合金化和预置涂层激光重熔合金化两种方法,对铝硅合金表面进行处理,以提高其耐磨性能。分析了合金化涂层的化学成分、显微组织和结构,测量了涂层的硬度,并进行了涂层的磨损试验。结果表明,激光合金化涂层具有细小均匀的显微组织和较高的硬度,其耐磨性能比铝硅合金基材提高一倍左右。

建筑铝合金模板的表面改性与耐蚀耐磨性能研究

为了提升建筑铝合金模板的表面耐蚀性和耐磨性,在6061铝合金模板表面制备了聚氨酯/Al(Ni基非晶合金)涂层,研究了Ni基非晶合金粉替代Al粉比例对复合涂层表面形貌、截面形貌、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果表明:随着Ni基非晶合金粉替代率的升高,复合涂层表面孔洞数量减少,孔洞等缺陷所占面积分数有所减小,不同Ni基非晶合金粉体积分数的复合涂层的厚度都约为125μm。在涂层中加入Ni基非晶合金粉后,复合涂层的显微硬度、耐磨性有不同程度提高,与基体的结合强度有不同程度减小,且随着复合涂层中Ni基非晶合金粉体积分数的增加,复合涂层的显微硬度逐渐增大,与基体的结合强度和磨损率逐渐减小。添加Ni基非晶合金粉的复合涂层的腐蚀速率都小于未添加Ni基非晶合金粉的T0涂层,且Ni基非晶合金粉体积分数为45%的复合涂层具有较高的硬度、耐磨性及最佳耐蚀性能。