高频感应熔覆WC增强Ni60合金涂层性能研究

采用高频感应熔覆方法在Q235低碳钢基体上制备了不同含量的WC增强Ni60A合金复合涂层。利用SEM和XRD分析了涂层的显微组织和相结构，并进行了耐磨性试验。结果表明，复合涂层中主要由WC、W2C、Cr7C3、Cr23C6、Cr2B、Ni2B、Ni3Si及Ni3Fe等相组成，并与基体实现了冶金结合。在相同试验条件下，涂层的硬度和耐磨性随WC含量的增加而提高，加入WC涂层的相对耐磨性为Ni60A涂层的2～6倍，当WC加入量为50％时涂层的耐磨性最好，为Ni60A涂层的6．5倍。涂层的磨损机制主要为轻微的塑性切削和硬质相的脆性剥落。

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。

Mn13Cr2表面激光熔覆Ni60A/WC涂层研究

采用同轴送粉法,通过YLS-4000多模光纤激光器以不同功率在高锰钢表面激光熔覆Ni/WC陶瓷复合涂层,通过光学显微镜、显微硬度计,对涂层的组织形貌、显微硬度进行了分析研究,做了室温干摩擦磨损试验并分析研究了涂层的耐磨性能。结果表明,Ni/WC层组织沿深度方向依次出现细小的胞状晶、树枝晶、柱状树枝晶和薄的平面晶,在1600 W、1900 W、2200 W的激光功率下对应的Ni/WC层的平均显微硬度分别为980.7 HV0.1、901.0 HV0.1、809.4 HV0.1,分别为基材平均显微硬度的2.8、2.5、2.3倍。在相同摩擦磨损试验条件下,基体的磨损量是激光功率为1600 W条件下的熔覆层的10.4倍,在激光功率为1600 W时,通过激光熔覆获得了组织致密均匀、硬度高和具有良好耐磨性的涂层。

表面机械研磨法制备Ni+WC复合涂层的耐磨性研究

为强化TA1钛合金的组织结构并提高其耐磨损性能,采用行星式机械球磨装置,在Ni与WC 2种粉末配比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1及5∶1的5种混合型增强介质下对TA1合金进行表面机械复合强化处理,在0.05 MPa氮气气氛下,设定转速为350 r/min,时间为8 h,对TA1钛合金进行表面机械变形+固相涂层复合强化处理,这种一步法表面复合强化技术具有工艺简单、能耗少、涂层选材灵活等优势。结果显示:TA1钛合金表面形成由Ni+WC涂层+形变细晶区组成的复合强化层,涂层区厚度在40μm以上,其中Ni∶WC为3∶1时所得复合涂层内部缺陷最少,且连续均匀。在5 N、10 N载荷下Ni∶WC为3∶1摩擦系数相较于其他比例低,摩擦区间更加稳定且持续时间更长。2种载荷下磨损量均较TA1原样少,其中Ni∶WC为3∶1的强化样磨痕深度、磨损量均优异于其他4种配比,因此减摩效果最为优异。此种Ni、WC混合增强介质下表层机械复合强化工艺可大幅提升TA1钛合金表层耐磨损性。混合增强颗粒涂层具有较强的减摩效果,其磨损机制主要是磨粒磨损与氧化磨损。

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。

激光熔覆WC-Ni/TiC涂层的组织和摩擦磨损性能研究

采用7kW横流CO2激光器，在H13钢表面激光熔覆制备了WC-Ni/TiC涂层。测量了熔覆层的显微硬度，用扫描电镜（SEM）观测熔覆层的显微结构以及磨损形貌并进行分析，对涂层的摩擦磨损性能进行研究。结果表明：纳米TiC通过弥散强化和细晶强化，提高了涂层的硬度和韧性，TiC含量为30%（质量分数）时涂层的平均硬度为HV1500。涂层耐磨性能是基体的8-15倍。

送粉激光熔覆合成制备WC/Ni硬质合金涂层及其耐磨性

借助同轴送粉法将W/C/Ni元素混合粉末送入熔池,利用激光熔池中热力学和动力学条件,在优化材料成分和激光熔覆工艺参数条件下可以直接反应合成出WC颗粒,形成以WC/Ni为主的复合涂层.熔覆层中含有WC,CW3,α-W2C,W2C,Fe6W6C,FeW3C,W3O,C等相.添加2wt%的Cr3C2可以细化涂层中的WC颗粒尺寸,颗粒平均尺寸为4～6μm,硬度值为85HRA左右.激光合成制备的WC/Ni硬质合金涂层的耐磨性尚不及YG8硬质合金的耐磨性,但比渗氮处理试块的耐磨性提高了7.9倍.激光直接合成硬质合金涂层的成本低,可在零件的任何部位原位合成,形状尺寸不受限制.

激光熔覆铸造WC-Ni基合金中WC颗粒的烧损机理与评估

本文研究了激光熔覆金属陶瓷层中铸造WC颗粒的烧损方式和机理，证明激光熔覆过程中铸造WC颗粒主要以溶解扩散式的烧损为主，提出了评定WC颗粒烧损率的半定量公式为：

2738模具钢表面激光熔覆Ni基WC复合涂层的摩擦磨损性能

在2738模具钢表面通过CO2激光熔覆制备Ni基WC复合涂层。分别对2738钢基体和Ni-WC激光熔覆层进行干摩擦试验。用三维表面形貌仪测量磨损体积,用扫描电镜观察磨痕的表面形貌。试验结果表明,Ni-WC复合涂层试样的硬度显著提高,表面硬度超过1200HV,保证了Ni-WC熔覆层的耐磨性。熔覆层的平均摩擦因数约为0.24,与2738钢基体的摩擦因数0.43相比,降低了约44%。熔覆试样的比磨损率比基体试样的比磨损率下降了96.7%,WC硬质相提高了摩擦副表面的承载能力。磨粒磨损为Ni-WC复合涂层的主要磨损机理。

激光熔覆(WC+W_2C)_p/Ni基合金复合涂层的微观结构特征

运用XRD、SEM及显微硬度试验等手段研究了激光熔覆Co包铸造(WC+W2C)p增强Ni基合金复合涂层的微观组织特征,分析了Co包铸态(WC+W2C)p在激光熔覆过程中的冶金行为.研究结果表明:在激光熔覆过程中,(WC+W2C)p的Co包覆层完全熔化,(WC+W2C)p本身也发生部分溶解,其稳定性随W2C/WC比增大而降低;当熔池凝固时,(WC+W2C)p在涂层中的分布主要受激光熔池中存在的强烈对流和颗粒/凝固前沿相互作用所控制;依赖于局部成分,涂层中形成变成分的η1-M6C(M=Co、W、Ni)型碳化物,优先分布在(WC+W2C)p表面;涂层基体的典型组织由分布在γ-Ni+M23C6为主加硼化物Ni4B3、Ni3B和碳化物M7C3的伪多元共晶中的η1-M6C组成.

(Ni-P)-WC纳米微粒复合电镀的研究

研究了WC纳米微粒质量浓度、阴极电流密度、pH值、温度、搅拌方式等工艺参数对(Ni-P)-WC纳米微粒复合镀层沉积速度的影响,并通过正交试验,确定了复合电镀的最佳工艺参数。对镀层的表面形貌、成分及不同热处理条件下的硬度进行了观察与测定,实验结果表明,镀层表面均匀,有质量分数为2.0%～3.5%的WC纳米微粒的镀层;热处理后硬度可达1240HV。

激光-感应复合熔覆Ni基WC复合层的工艺研究

为了提高熔覆效率与消除熔覆层的裂纹,采用激光-感应复合熔覆的方法在A3表面获得了无气孔与裂纹的Ni基WC复合层。研究了不同的加工参量对复合层质量的影响,结果表明,随着激光比能的增加,粉末面密度增加;在相同的激光比能条件下,随着粉末面密度增加,熔覆层的高度增加,稀释率减小;在相同的粉末面密度条件下,随着激光比能的增加,熔覆层的宽度略有增加。此外,相对于单纯的激光熔覆技术,激光-感应复合熔覆的效率约可以提高5倍。在激光-感应复合熔覆过程中,熔覆层与基材间的温度梯度大大降低,这是Ni基WC复合层无裂纹的关键原因。

化学镀(Ni-P)-WC纳米微粒复合镀层的研究

采用化学镀的方法制备(Ni-P)-WC纳米微粒复合镀层,研究了镀液中WC纳米微粒的添加量对镀层中微粒含量的影响,通过扫描电镜观察了(Ni-P)-WC纳米微粒复合镀层的表面形貌。研究发现,纳米微粒镀层的硬度随着镀层中WC纳米微粒含量的增加而提高。通过测量(Ni-P)-WC纳米微粒复合镀层在NaCl溶液中的开路电位曲线和电化学阻抗谱,发现其耐蚀性能要优于合金镀层。

电沉积Ni-W-WC复合镀层摩擦磨损性能

为了提高Ni-W合金镀层的硬度,改善其耐磨性,在镀层中添加WC颗粒作为硬质相,采用乙醇作为分散剂,利用超声波分散和机械搅拌相结合使WC颗粒均匀地分散于镀液中.初步探究WC的添加量对镀层硬度及耐磨性能的影响.结果表明:其他工艺条件不变的情况下,在一定范围内添加WC颗粒,可以较大幅度地提高镀层的硬度及耐磨性;WC添加量为1 g/L时,镀层的综合力学性能最好.

电刷镀Ni-P/纳米WC复合镀层工艺及性能研究

为了改善电刷镀Ni-P镀层的硬度和耐磨性,通过在电刷镀Ni-P镀液中加入纳米WC微粒制备Ni-P/纳米WC复合镀层,研究了镀液中纳米WC含量与镀层中纳米WC含量的关系;测定了不同WC含量对镀层硬度和镀层结构的影响。考察了试样在1 mol/LH2SO4,1 mol/LHCl及3%NaCl介质中的耐蚀性。采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了Ni-P/纳米WC镀层的性能。结果表明,Ni-P/纳米WC电刷镀复合镀层耐蚀性能与原电刷镀Ni-P镀层相当,耐磨性优于电刷镀Ni-P镀层。镀液含25 g/L纳米WC时,电刷镀复合镀层的显微硬度为918 HV。

高速电弧喷涂FeMnCrAl/Ni包覆WC涂层组织与性能

采用无需常规敏化活化的预处理常温超声波化学镀方法制备Ni包覆WC复合粉体,以其作为增强相的粉芯丝材通过高速电弧喷涂技术制备FeMnCrAl/Ni包覆WC涂层。采用光学显微分析(OM)、场发射扫描电镜分析(FE-SEM)、能谱分析(EDS)以及涂层性能测试方法,研究Ni包覆WC复合粉体对涂层组织结构及性能的影响。结果表明:Ni包覆WC复合粉体能改善涂层中各相之间的结合状态,减少涂层中氧化物和孔隙率,提高涂层与基体的结合强度和涂层的内聚强度,改善了涂层抗冲蚀磨损性能。

TC4钛合金表面激光熔覆Ni包WC复合涂层研究

为了提高钛合金的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆法在TC4钛合金基体上制备了Ni与WC混合粉末涂层,研究了不同WC添加量对熔覆层的物相组成、显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,三组不同的熔覆材料经过激光熔覆后,都可以使材料表面硬度和耐磨性能较基材大幅度增加。但是随着WC含量的增加,熔覆层均匀性降低,出现小颗粒的WC团,并且组织开始多样化,且硬度分布均匀性也有所下降。

(Ni-P)-Co/WC纳米颗粒复合电刷镀层的组织性能分析

采用电刷镀技术制备(N i-P)-Co/W C纳米颗粒复合镀层,用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪和电子探针测定了复合刷镀层表面形貌、微观组织结构及成分分布。结果显示,复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度比镍-磷合金镀层有较大程度的提高。

化学镀Ni-P-WC复合镀层的微观结构研究

采用化学镀方法制备了Ni-P-WC复合镀层,并通过扫描电子显微镜的二次电子和背散射电子成像模式以及特征X射线衍射研究了该复合镀层的微观形貌和元素组成及含量。实验结果表明:在Ni-P-WC复合镀层中,纳米WC颗粒与Ni-P组织结合紧密,WC的总含量约27wt.%;与Ni-P镀层的光滑平整表面相比,Ni-P-WC复合镀层表面存在由较多凸出的近球形晶粒所形成的Ni-P胞状组织,其平均粒径约为2-4μm。

WC含量对Ni-WC复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用复合电沉积技术在45钢基体表面制备了Ni-WC复合镀层,利用扫描电镜、X射线衍射以及能谱分析对复合镀层的截面形貌及相结构进行了观察分析,探讨了镀液中WC颗粒含量对镀层显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,WC颗粒均匀地分散于镀层中并由Ni基质包覆,镀层与基体结合良好,镀态下镀层为晶态结构。当镀液中WC颗粒含量为25g/L时,镀层的显微硬度、摩擦磨损性能均达到最佳。