CeO_(2)对WC/Ni复合熔覆层微观组织与性能的影响

本工作采用真空熔覆技术制备了不同CeO_(2)含量的WC/Ni复合熔覆层,通过SEM、XRD、EDS及显微硬度计对复合熔覆层的微观组织、成分及硬度分布等进行系统分析。结果显示:与基体呈冶金结合的复合熔覆层组织致密,复合熔覆层由厚度2~3 mm且具有网状结构特征的复合层区与约300μm的过渡层区组成,根据熔合程度过渡区又分为冶金熔合区、扩散熔合区及扩散区;随着CeO_(2)含量的增加,复合熔覆层的晶粒逐渐细化、熔合质量提高,特别是过渡熔合区出现鱼骨状的析出相;复合区的网孔部位主要组成相为γ-(Ni,Fe)固溶体、FeNi_(3)、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)、Ni_(3)Si和NiB,网线区主要组成相为WC、WC_(2)、γ-(Ni,Fe)固溶体、共晶组织等;复合熔覆层的显微硬度由表面至基体逐渐降低,且随着CeO_(2)含量的增加硬度逐渐升高,CeO_(2)含量为1.5%时,达到最大值,其平均显微硬度比基体提高5~6倍。

氩弧熔覆工艺参数对Ni60+WC系熔覆层组织和耐磨性的影响

用自行设计的半自动氩弧熔覆设备熔覆Ni60+WC系合金涂层,研究了工艺参数对熔覆合金层的组织和耐磨性的影响。结果表明,增大电流和降低熔覆速度,会使熔覆层组织粗化,耐磨性降低。

WC颗粒熔解析出对Ni60熔覆层性能的影响

目的确定含WC微粒镍基熔覆层中不同共晶相对熔覆层性能的影响规律。方法通过等离子工艺制备含WC(质量分数10%)的Ni60熔覆层,并调整电流,以控制WC的熔解析出。通过维氏硬度计、剪切试验、磨粒磨损试验研究不同电流下熔覆层硬度、抗剪强度和耐磨性的变化情况,并通过扫描电镜和X射线衍射仪分析不同熔覆层的磨损形貌、组织和物相组成。结果在不同电流下制备的熔覆层物相均主要为γ-(Fe,Ni)、M_(23)C_(6)、M_(7)C_(3)、WC、W_(2)C、FeNi_(3)、FeW_(2)B_(2)等。熔覆电流由110 A增至200 A时,熔覆层的硬度由846.7HV降至665.8HV,抗剪强度由174.9 MPa增至373.2 MPa。当电流低于140 A时,W、Cr、C等合金元素生成了块状先共晶相,可有效减轻磨粒磨损程度,提高耐磨性;当电流进一步增大时,W、Cr、C等合金元素以鱼骨状过共晶相析出,在磨粒磨损过程中易断裂、脱落,导致耐磨性下降。结论熔覆电流的变化会影响含WC微粒Ni60熔覆层的共晶碳化物成分、形态和数量,在熔覆电流较小时有利于块状先共晶相的生成,可提高其耐磨性。在熔覆电流为140 A时,Ni60+WC(10%)熔覆层的综合性能最优。

激光熔覆Ni60A+WC/12Co复合涂层的组织及性能

采用激光熔化同步输送Ni6 0A +30wt%WC/ 12Co复合粉末 ,在适度预热后的 45钢表面激光熔覆获得了一定厚度的复合涂层。涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的Co包WC颗粒。熔覆过程中Co包WC颗粒很少发生溶解。涂层与基板为冶金结合 ,对基板的适度预热避免了涂层的开裂。所得涂层具有很高硬度 ,涂层基体硬度为 10 30HV0 3,Co包WC颗粒硬度达2 0 5 0HV0 3。

Cr12MoV模具钢激光熔覆Ni60/WC复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆方法在Cr12MoV模具钢基体上制备Ni60/WC复合涂层,研究了WC颗粒在Ni60涂层中的分布,以及加入WC颗粒对于Ni60涂层的形貌、耐磨性能的影响。结果表明:在Ni60/WC复合涂层中,合理的激光功率使WC颗粒部分熔化,并在颗粒周围重新凝固并析出针状碳化物,这既有利于提高涂层的硬度又能使未熔化的WC颗粒与涂层基体合金牢固结合。

35CrMo钢表面激光熔覆Ni/WC-Y_2O_3熔覆层性能研究

研究对35CrMo钢表面激光熔覆Ni/WC-Y2O3合金,分析其工艺、熔覆层显微组织和综合性能,在Ni基合金中加入一定量WC硬质相、稀土氧化物Y2O3后,能对熔覆层组织的性能起到改善作用。分析试验数据表明:多种强化机制共同作用,使熔覆层的硬度和耐磨性能有显著提高;添加WC硬质相,熔覆层硬度变化不大,但耐磨性有很大程度提高;添加稀土氧化物Y2O3,熔覆层晶粒得到了细化,使其硬度和耐磨性都有了较大提高。

WC/Ni60真空熔烧涂层的组织结构特性

研究了真空熔烧WC Ni60复合涂层的显微组织结构特性 ,并测定了沿层深方向的显微硬度分布。研究结果表明 ,涂层与母材 4 5钢在界面处形成牢固的冶金结合 。

TaC/Ni60激光熔覆层的耐蚀性研究

采用静态浸泡法对原位生成TaC颗粒强化镍基激光熔覆层的耐腐蚀性进行研究。使用金相显微镜和X射线衍射仪对熔覆层进行显微组织和物相分析,在光学显微镜下观察样品表面腐蚀形貌。结果表明:含10wt%(Ta_2O_5,+C)的TaC/Ni60镍基复合涂层在10%H_2SO_4溶液和10%HCl溶液中均表现出较好的耐腐蚀性能,与纯Ni60激光熔覆层相比,其相对耐蚀性提高50%。

Cr3C2-CrB/Ni60激光熔覆层的耐蚀性研究

采用静态浸泡法对原位生长Cr3C2-CrB复合增强的镍基激光熔覆层的耐腐蚀性进行研究。使用扫描电镜和X射线衍射仪对熔覆层进行显微组织和物相分析,在光学显微镜下观察样品表面腐蚀形貌。结果表明：含16wt%（Cr2O3＋B2O3＋C）的Cr3C2-CrB/Ni60激光熔覆层在10%H2SO4溶液中表现出较好的耐腐蚀性能,与纯Ni60激光熔覆层相比,其耐蚀性提高1倍多。

WC初始状态对激光熔覆Ni60/WC涂层组织及性能的影响

分别以Ni60+30 mass%WC粉末和Ni60+30 mass%Ni包WC粉末为原料,采用激光熔覆技术在45钢表面制备了Ni60/WC涂层,研究了WC初始状态对激光熔覆Ni60/WC涂层组织及性能的影响。结果表明:涂层表面质量均良好,无明显裂纹及气孔等缺陷;观察涂层截面组织发现形貌发现,涂层均能与基体形成良好的冶金结合,但Ni60+30 mass%WC涂层内部存在少量孔洞和微裂纹,WC粒子较大,而Ni60+30 mass%Ni包WC涂层组织均匀且致密,内部无气孔和裂纹,WC粒子分布相对均匀;Ni60+30 mass%WC涂层和Ni60+30 mass%Ni包WC涂层的物相主要由γ-(Fe, Ni)、M_(23)C_(6)、M_(7)C_(3)和WC等组成;Ni60+30 mass%WC与Ni60+30 mass%Ni包WC涂层的平均硬度分别为53 HRC和57 HRC,平均摩擦系数分别为0.54012和0.53631,磨损量分别为0.00172 g和0.00132 g。

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。

WC添加量对Ni基等离子熔覆层组织与性能的影响

为提升Ni基等离子熔覆层的力学性能,在镍基粉末中添加单晶WC粉末。采用SEM分析、硬度测试、耐磨性测试等方法,研究了添加不同量WC对Ni基等离子熔覆层组织和力学性能的影响。结果表明:在Ni60合金粉末中添加0~30%WC,随着WC添加量的增加,Ni基等离子熔覆层的宏观形貌逐渐变差,未分解的WC颗粒在熔合线处聚集得越来越多,但熔覆层表面硬度呈递增趋势,耐磨性也逐渐提升。实际生产中,要综合考虑Ni基熔覆层宏观形貌及性能要求,合理确定WC添加量。

激光功率对WC增强Ni35合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用不同激光功率(1.1,1.3,1.5kW)在45钢表面激光熔覆制备WC增强Ni35合金熔覆层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等研究了激光功率对熔覆层组织与性能的影响。结果表明:随着激光功率增大,熔覆层表面宏观裂纹减少,熔覆层稀释率增大;随着激光功率增大,熔覆层的显微硬度升高,磨损量和摩擦因数减小,不同激光功率熔覆层的耐磨性均优于基体;当激光功率为1.5kW时,相比于基体,熔覆层的表面平均硬度提高了约270%,磨损量和摩擦因数分别降低了95.2%和54.93%;随着激光功率的增大,熔覆层的自腐蚀电位先减小后增加,自腐蚀电流密度先增大后降低,当激光功率为1.5kW时,熔覆层的自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性相对较好。

WC量对发动机用Ti600表面激光熔覆Ni60A涂层性能的影响

在Ni60A粉末内加入10%、20%与30%不同质量分数WC颗粒,利用激光熔覆方法在发动机用Ti600基底表面形成Ni60A/WC涂层,通过实验测试手段分析WC量对涂层组织及性能的影响。研究结果表明:形成了具有同样成分的Ni60A涂层,析出了等轴晶、长条形、环状组织。在Ni60A涂层内加入20%的WC之后,获得了更致密的Ni60A涂层,表现为明显的网篮型组织形态,此时形成了许多细小的TiC晶粒,并且TiB比例大幅提高。加入WC情况下,形成的Ni60A涂层硬度明显增加。加入30%Ni60A/WC后,获得了最大硬度的Ni60A涂层,与基底相比提高了近2倍。由此表明,Ni60A涂层相对于基底组织发生了硬度的大幅提高。加入WC后,摩擦系数减小到0.6以内,磨损量减小到1.0 mg以内,表明Ni60A/WC可以发挥良好减摩效果。在试样表面形成了许多鱼鳞外形的碎屑,加入Ni60A/WC后可以使Ni60A涂层获得更强的耐磨能力。

H13钢激光熔覆Ni60A/WC复合涂层的硬度及耐磨性研究

为提高热作模具钢H13钢(4Cr5MoSiV1)的表面硬度及耐磨性,采用激光熔覆方法在H13钢表面制备Ni60A/WC复合涂层,通过SEM、EDS和XRD等方法观察分析熔覆层显微组织及物相组成,并测定熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。试验结果表明:Ni60A熔覆层微观组织呈现从底部到顶部逐渐细化趋势,硬质相WC含量的增加使Ni60A/WC复合涂层中短柱状及岛状组织不断粗大。Ni60A熔覆层主要组成相包括γ-(Ni,Fe)、FeNi_(3)、Ni_(2.9)Cr_(0.7)Fe_(0.36)、Cr_(5)B_(3)和Cr_(23)C_(6)等,添加WC后熔覆层出现了Cr_(3)C_(2)、W_(2)C和WC等硬质相。随WC含量增加,熔覆层显微硬度和耐磨性均逐渐提高,Ni60A/15%(质量分数)WC硬度达到1116.2 HV_(1.96 N),平均磨损失重为9.6 mg,以磨粒磨损为主,磨损形貌中犁沟逐渐减少、变浅变窄,微观切削作用减小,耐磨性提高,Ni60A/15%WC耐磨性较好。综合分析,Ni60A/15%WC复合涂层的综合性能较好。

激光熔覆工艺参数对Ni60A熔覆层组织及性能的影响

为研究不同激光熔覆工艺参数下Ni60A熔覆层的组织与性能,在35CrMnSi钢基体表面制备不同激光熔覆工艺参数的Ni60A熔覆层。利用XRD、蔡司显微镜、显微硬度仪等测试方法,分析熔覆层的物相组成、宏观形貌、显微组织及显微硬度,并计算熔覆层的稀释率。结果表明,激光功率1500 W、扫描速度10 mm/s时所获得熔覆层的组织与性能最佳。该参数下熔覆层内部没有产生显微裂纹,枝晶连贯性良好且枝晶间距也较小,其稀释率最小为7.15%,显微硬度最高为9.96 GPa。

温度场分布对Ni60A熔覆层组织的影响

由于激光熔覆过程的工艺复杂性和材料结晶的多样性对熔覆层性能影响较大,为研究熔覆层的微观组织,从不同工艺参数出发,通过Abaqus仿真得到不同工艺参数下的温度场分布情况,然后计算出熔覆层不同深度的温度梯度、凝固速度和凝固方向,讨论了柱状晶开始转化等轴晶G/R图内的CET曲线位置及其与仿真温度场特征曲线的关系,分析了熔池凝固时定向流动对枝晶生长中断的影响。对比实验结果,较大线能量可以提高熔覆层中柱状树枝晶的比例,使组织结构紧密均匀,减少熔覆层内因硬质相分布不均导致的缺陷生成量。同时也要控制工艺参数防止其生长到熔覆层顶部。工艺参数也会影响稀释率,较大的稀释率会改变金相成分,提高熔覆层与基体性能的一致性,从而提高熔覆层断裂强度。

Ni-65WC粉末的雾化造粒与激光熔覆层组织和冲蚀性能研究

为提高煤炭开采、洗选和煤化工的煤机装备耐冲蚀性能,利用雾化造粒和激光熔覆技术制备高WC含量Ni/WC复合熔覆层,通过组织观察、力学性能检测、腐蚀及磨损实验对比研究了雾化造粒和激光熔覆过程中Ni/WC复合熔覆层的组织、结构演变,并基于射流式冲蚀分析了材料的冲蚀行为。结果表明:喷雾干燥Ni/WC团聚复合粉末的球形度与粘结剂含量成正比,而粒径则与雾化器转速成反比。激光熔覆后,Ni/WC熔覆层由Ni、WC和W_(2)C相组成。其中,在熔覆过程中WC出现了熔解与析出变化,形成了层状共晶→棒状、针状→块状结构的富W和富Ni相。在冲蚀磨损工况下,WC有效改善了Ni/WC熔覆层冲刷磨损性能,磨损率为0.097 g/(m^(2)·h),相比Q235A钢降低约23%。此时,细小的WC均匀镶嵌在磨损表面的粘结相中起到强化作用。同时,Ni/WC熔覆层的剥落处表现出明显的塑性特征,为典型的韧性破坏。

高温涂料保护熔覆与感应熔覆Ni60涂层的组织与性能比较

分别用高温涂料保护熔覆和感应熔覆两种方法在45钢表面制备了Ni60自熔性合金涂层,并用金相显微镜、XRD、SEM和显微硬度计等分析仪器对这2种熔覆层的组织结构和性能进行了分析比较。试验结果表明:在高温涂料保护熔覆过程中,高温保护涂料能够对基体和熔覆层起到很好的防氧化保护作用,熔覆层表面平整、组织致密、与基体之间结合牢固。通过对高温涂料保护熔覆后的试样进行正火处理,可以改善基体的组织和性能,消除因高温熔覆对基体材料带来的不利影响。与感应熔覆相比,高温涂料保护熔覆层质量好,熔覆设备投资少,可以对各种形状的零件表面进行熔覆处理,是一种高效节能的熔覆处理新技术。

45钢表面激光熔覆Ni/WC性能研究

研究了在45钢表面激光熔覆Ni60合金时,WC对熔覆层组织性能的影响,分析了Ni/WC配比对熔覆层显微硬度、耐磨性及金相组织结构的影响。结果表明,采用Ni60+30%WC合金粉末进行激光熔覆时,能得到显微硬度和耐磨性俱佳的熔覆层。