Cr12MoV钢表面激光熔覆Ni/Ni-WC梯度涂层的组织与耐磨性能

利用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni/Ni-WC梯度涂层,通过X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪、高速往复摩擦磨损试验机以及白光干涉仪研究了梯度涂层的物相组成、耐磨性能和磨损形貌。结果表明:梯度涂层Ni60A+35%WC耐磨层物相主要由γ-(Ni,Fe)固溶体、WSi_(2)相以及多种碳化物等硬质相组成。梯度涂层间以及涂层与基体间没有裂纹和气孔等缺陷生成,在界面处表现为良好的冶金结合。Ni60A+35%WC耐磨层平均显微硬度约为基体的1.7倍,Ni/Ni-WC耐磨涂层的磨损机理主要为疲劳磨损和磨粒磨损,基体的磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。

激光熔覆Ni/WC梯度复合涂层的组织与性能研究

目的减少涂层内部缺陷,提高Cr12MoV模具钢表面的显微硬度及耐磨性。方法采用激光熔覆技术在Cr12MoV钢上逐层制备Ni60-Ni60/25%WC(Ni/WC)梯度复合涂层。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦试验机和冲击试验机,研究梯度复合涂层的物相组成、微观组织、显微硬度、耐磨性与冲击韧性。结果在Cr12MoV的基体上制备Ni/WC梯度复合涂层,Ni60层与Ni60/25%WC冶金结合理想。Ni/WC梯度复合涂层的表面主要物相为γ-(Fe,Ni)、FeNi_(3)、CrB、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6),从Ni60层底部到顶部依次为胞状晶、柱状晶、细小的等轴枝晶。Ni/WC梯度复合涂层硬度呈梯度分布,涂层的平均硬度达到698.5HV,相较于基体提高了约55.2%。与基体相比,Ni/WC梯度复合涂层表现出更好的耐磨性能,摩擦系数和磨损率分别下降了40.92%和28.6%,其中基体表现为黏着磨损,然而涂层整体表现为磨粒磨损。但较基体而言,Ni/WC梯度复合涂层的冲击韧性值降低了32.48%,复合涂层区域表现为脆性断裂。结论Ni/WC梯度复合涂层冶金结合良好,同时与基体相比,Ni/WC梯度复合涂层可以有效提高硬度及耐磨性,但冲击韧性有所降低。

宽带激光熔覆WC_P/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性

研究了铸造WCP/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性。结果表明,梯度复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,涂层内有γ-Ni枝晶组织,γ-Ni+M23C6共晶组织以及凝固结晶析出的M6C、M23C6、M7C3等块状或条状组织;随着铸造WCP体积分数的增加,复合涂层摩擦系数减小,耐磨性增加。19-4试样的耐磨性最高值为4.61,是基材的3倍以上。梯度涂层的磨损机理为磨粒磨损与粘着磨损的复合作用。

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和耐磨性

为了消除激光熔覆过程中产生的裂纹 ,设计了一种梯度复合涂层并研究了其组织和耐磨性。结果表明 ,熔覆层与基材之间形成了良好的冶金结合。梯度复合涂层中有未完全溶化的铸造WCp和共晶组织γ- Ni+Ni3B,还有凝固结晶析出的白色不规则块状组织 M7C3、M6 C、WC以及深灰色不规则块状组织 W2 C。复合涂层中形成了少量的非晶、纳米晶及高密度位错。复合涂层耐磨性的最高值是基材的 3倍以上。

金属表面Ni/Al-13wt%TiO_2/Al_2O_3梯度复合陶瓷涂层的腐蚀行为

为了解决陶瓷涂层中的通孔问题 ,把复合材料与梯度材料的概念应用到陶瓷涂层 ,采用等离子喷涂技术在Q2 3 5钢表面形成Ni/Al-13wt %TiO2 /Al2 O3 梯度复合陶瓷涂层 ,对其在沸腾的 5 %HCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明 ,Ni/Al -13wt%TiO2 /Al2 O3 梯度复合陶瓷涂层中的通孔率较单一层Al2 O3 陶瓷涂层显著降低 ,带有该梯度复合陶瓷涂层试样的耐蚀性明显提高 ,该涂层腐蚀

WC-Ni增强Fe基梯度涂层的制备及组织性能

利用等离子熔覆同轴双筒送粉工艺,在Q235基板上制备了多层WC-Ni成分渐变的梯度涂层,结果表明:涂层中WC颗粒大部分被溶解,在随后的快速冷却中,有两类碳化物组织析出,组织特征与WC-Ni的含量有关。当WC-Ni含量小于20%时,析出粗大树枝晶基体混合片层状共晶碳化物组织;当WC-Ni含量大于30%时,析出块状初生碳化物组织。未完全溶解的WC颗粒呈圆角形,并与基体之间形成合金过渡层。梯度涂层中各层间形成了冶金过渡,其主要物相有γ-Fe、WC、Fe3C、Fe3W3C、Cr7C3。涂层的硬度明显高于基体,但受WC的溶解及析出碳化物的大小及分布不均影响,梯度涂层的硬度分布波动起伏较大。

H13钢表面激光熔覆原位生成WC增强Ni60梯度涂层的组织及性能

在H13钢表面采用激光熔覆技术制备了WC增强Ni60梯度涂层,使用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、万能摩擦磨损实验机对涂层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析。结果表明,WC增强Ni60梯度涂层气孔、裂纹缺陷较少,能够与基体形成良好的冶金结合。梯度涂层表面物相主要有铁碳化合物(FexC)和铁镍固溶体((Fe,Ni)_(23)C_(6)、Ni_(4)B_(3))以及WC、W_(2)C、Cr_(7)C_(3)等陶瓷增强相。制备的梯度涂层使模具钢表面的硬度和耐磨性得到了显著提高,其表面显微硬度最高值约为基体的4倍,磨损量仅为基体的18%左右,磨损机理主要为粘着磨损、脆性剥落和磨粒磨损,能够延长模具的使用寿命,减少资源的浪费。

M2高速钢表面激光熔覆WC-12Co梯度涂层的制备工艺与实验研究

文章采用COMSOL数值模拟软件,对M2高速钢表面熔覆WC-12Co涂层和添加Ni60过渡层熔覆WC-12Co梯度涂层进行数值模拟与分析。探究温度梯度随时间的变化规律,并结合梯度实验及涂层的宏观形貌与微观组织分析,总结梯度熔覆的热量耦合控制方法。模拟及实验结果表明:添加Ni60过渡层制备WC-12Co梯度涂层的温度梯度远远小于直接熔覆制备WC-12Co涂层的温度梯度;添加Ni60过渡层制备WC-12Co涂层可以利用直接熔覆制备WC-12Co涂层的激光功率,也可以扩大熔覆制备WC-12Co涂层的功率区间,有利于提高熔覆制备效率;添加Ni60过渡层能够改善涂层内部缺陷,细化组织晶粒;Ni60过渡层中的Ni元素扩散导致WC-12Co涂层的硬度降低,但仍高于基体的硬度性能。

自蔓延TiC/Ni功能梯度涂层热疲劳性能研究

利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面制备了Ti C/Ni梯度功能涂层,采用自制热疲劳试验设备对涂层进行了600次热疲劳循环试验。采用SEM/EDS对涂层微观组织进行观察。结果表明,涂层裂纹萌生于表面层和中间层的孔洞尖端和缺陷处,25℃和100℃涂层的裂纹垂直于界面扩展到过渡层。25℃涂层在过渡层发生脱落,100℃涂层在过渡层呈龟裂状,200℃和300℃涂层裂纹垂直于界面扩展到基体表面终止。表面层和中间层裂纹扩展发生在Ti C晶粒内,属于典型脆性断裂特征的穿晶断裂。

等离子反应合成Ni60B-TiN梯度涂层的组织与性能

目的 获得一种既具有一定厚度又能保持优异性能的厚涂层,期望广泛用于机械设备零件的表面强化以及再制造。方法 采用反应等离子喷涂技术在42CrMo钢基材上制备不同Ti N含量的Ni60B-TiN复合涂层并对比其组织和性能,选取最优成分含量作为梯度涂层的工作层,从而确定成分梯度范围,并对梯度化设计的Ni60B-TiN梯度涂层与复合涂层进行了性能对比。利用XRD、SEM、EDS分析涂层物相组成和微观组织形貌,观察涂层磨损形貌,分析磨损行为。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机测量涂层的显微硬度和耐磨性。采用三点弯曲试验和黏结试样拉伸法测量涂层的弹性模量和结合强度。结果 反应等离子喷涂技术制备的Ni60B-TiN涂层组织致密,没有未熔颗粒的存在,仅存在少量孔隙,涂层主要由Ni基合金相(γ-Ni、Cr_(1.12)Ni_(2.88)、FeNi_(3))和Ti N相组成。30%TiN含量的涂层具有最佳的组织均匀性、最小的磨损痕迹宽度和磨损体积(0.68 mm^(3)),耐磨性能最好,选其作为梯度涂层的工作层最佳。梯度化设计后的涂层应力得到有效缓解,弹性模量显著提高(72 GPa),结合强度较复合涂层高约1.7倍,提高了涂层的耐磨减摩性能。结论 采用成分梯度化设计可以获得较复合涂层更高弹性模量、结合强度和耐磨性的厚涂层。

飞机发动机用梯度封严涂层的研究

为了进一步提高封严涂层与基体材料之间的附着性能 ,对梯度封严涂层与 1Cr18Ni9Ti不锈钢之间的附着性能进行了探讨。采用拉开法测试梯度封严涂层与 1Cr18Ni9Ti不锈钢之间的附着强度 ,并用冷热循环法测试梯度封严涂层的耐冷热循环性能 ,与普通封严涂层的附着强度及耐冷热循环性能进行比较 ,结果发现 :梯度封严涂层的附着强度比普通封严涂层的附着强度有提高 。

等离子弧喷焊WC颗粒增强Fe基梯度涂层的制备及组织分析

以WC-Ni和Fe基合金粉末为原料,采用等离子弧喷焊工艺在低碳钢基体表面制备了成分渐变的梯度涂层。通过光学显微镜、扫描电镜、电子能谱、XRD射线衍射仪分析了涂层的显微组织结构、物相组成,以及涂层与基体界面、WC颗粒与基体材料界面、多层涂层间界面特征。结果表明:梯度涂层内部组织由粗大树枝晶逐渐转变为细小枝晶,主要物相有α-Fe,γ-Fe,WC,FeNi3,FeCr0.29Ni0.16C0.06,CrFe7C0.45,Cr4Ni15W等,涂层的显微硬度明显高于基体,涂层与基体之间、WC颗粒与铁基之间及各涂层之间均获得冶金结合的界面。

宽带激光熔覆Ni-WC梯度复合涂层组织与性能

采用自重送粉法 ,在 4 0 Cr钢表面用宽带激光熔覆了 Ni WC复合梯度涂层。 RDX分析表明 ,Ni WC复合梯度涂层熔覆区主要是由γ Ni、M2 3C6、M7C3、Ni3B、WC和 W2 C所构成。涂层组织形貌特征随着由 Ni- 50 %WC、Ni- 2 5% WC、Ni- 10 % WC和 Ni基合金各亚层的渐次过渡而发生明显变化 :在复合梯度涂层熔覆区各亚层交界处因激光重熔作用其显微硬度明显降低 ,致使熔覆区沿层深方向出现了几个软化微区 ;在干滑动摩擦磨损条件下 ,Ni- WC复合梯度涂层具有很高的耐磨性 ,其主要磨损机制为磨粒磨损和

SHS/PHIP法压铸模表面制备TiC/Ni功能梯度涂层研究

利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面成功制备了TiC/Ni梯度功能涂层,采用XRD和SEM-EDS对涂层进行物相分析和微观组织观察,采用显微硬度测定和冲击试验对涂层性能进行检测。结果表明,涂层的主要物相为TiC和Ni基固溶体,原位生成的TiC颗粒细小且分布均匀,与Ni结合成紧密的TiC/Ni金属陶瓷结构。表面涂层显微硬度(HV_(0.05))为857.94,涂层与基体结合良好。

预热温度对自蔓延TiC/Ni功能梯度涂层的影响

为了研究预热温度对TiC/Ni功能梯度涂层的影响,利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面制备了TiC/Ni梯度功能涂层,采用XRD和SEM-EDS对涂层的物相结构进行分析,采用显微硬度计测定涂层的表面硬度及界面结合性能。结果表明,涂层的主要物相为颗粒状TiC和包裹在TiC周围的Ni基固溶体;涂层为多孔骨架结构;随着预热温度升高,涂层表面孔隙率降低,致密度、TiC晶粒尺寸和表面硬度值增大,涂层与基体之间元素扩散增强,冶金结合强度提高。

自蔓延TiC/Ni功能梯度涂层热熔损性能研究

利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面成功制备了TiC/Ni梯度功能涂层。在700℃铝液中对涂层进行0.5h和2h的静态热熔损试验,采用XRD分析熔损涂层的物相,采用SEM-EDS观察熔损涂层的组织并分析成分。结果表明,熔损涂层的主要物相为TiC、Ni、TiO_2和AlNi_3。涂层表层失效原因为Ni粘结相被浸蚀以及TiC骨架结构被氧化。涂层内部以侵蚀Ni粘结相为主,TiC骨架仍保持原有组织结构。TiC耐铝液浸蚀性能强于Ni粘结相。

不同表面处理工艺对分梳辊齿条耐磨度的影响

为了提高分梳辊用齿条的使用寿命,介绍了化学抛光、DLC、WC/C、化学镀Ni-P合金,梯度材料5种不同表面处理工艺的基本原理及其优缺点,通过试验结果分析可知,从相对耐磨度和齿条磨损形貌变化看,WC/C涂层耐磨度最高,化学抛光耐磨度最低,其余表面处理工艺介于两者之间,实际应用中应从工艺要求上灵活把握。

激光熔覆WC增强镍基复合涂层的组织与性能研究

在高合金冷硬铸铁轧辊表面激光熔覆制备了Ni基WC梯度复合涂层,使用光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和磨损试验机研究了熔覆层的显微组织、成分、硬度和耐磨性能。结果表明,适宜的熔覆工艺参数可以获得组织致密、表面无明显裂纹缺陷的涂层;涂层与基体形成了冶金结合;Ni/WC复合层主要由γ-Ni、WC、W_(2)C和Cr_(3)C_(2)等相组成。由于熔覆层的弥散强化作用,复合层硬度达到了基体的1.8倍,耐磨性达到了基体的8倍以上,提高了热轧辊表面性能。