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。

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层组织及性能研究

利用活性燃烧高速燃气(AC-HAVF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层,研究了其微观组织及耐磨耐蚀性能.结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11,WC,M6C(Ni2W4C或Fe3W3C),Cr26C3,CrB2等相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为2.5%;WC,M6C,Cr26G3,CrB2等硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200～800 nm;涂层硬度分布不均匀,平均硬度为685HV;涂层具有优异的耐磨耐蚀性,其磨损体积是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/8.8,平均腐蚀速度是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/2;涂层的磨损机理以疲劳磨损为主,弥散分布的硬质相是涂层硬度以及耐磨性提高的主要因素.

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层微观组织及冲刷磨损性能研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层.研究了其微观组织及耐磨性能.试验结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11、WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2等相组成,未发现W2C以及W相;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约2.5%;WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200～800nm;涂层具有优异的耐冲蚀磨损性能,其耐磨性较基体有很大的提高.涂层应用于水轮机叶片的修复,三个月汛期使用后涂层良好.

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。

电流对等离子堆焊WCp/Ni60复合层组织与性能的影响

分析不同转移弧电流下等离子堆焊制备的WCp/Ni60复合层的组织与硬度,研究转移弧电流对WCp/Ni60复合层的影响。通过控制转移弧电流,在Q235碳钢板上等离子堆焊Ni60+25%WC(铸造)粉末,在合理的工艺条件下获得了成形良好、无裂纹的等离子熔覆层;熔覆层硬度与等离子堆焊的转移弧电流的大小成正相关,当转移弧电流控制在135 A时,硬度达到590 HV5以上。不同转移弧电流下等离子堆焊WCp/Ni60复合熔覆层均出现了明显的分层现象,上层镍基固溶体与镍基共晶组织分布着粗大星状和针状Cr23C6,下层中WC颗粒在截面面积比例由165 A下的约15%增加到135 A电流下的约40%。

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。

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 。

42CrMo钢火焰喷涂Ni60/WC涂层的电接触强化研究

目的研究电接触强化对氧乙炔火焰喷涂后42CrMo基体表面涂层组织与性能的影响,以改善涂层与基体之间的结合强度,提升基体表面性能。方法利用氧乙炔火焰喷涂,在基体表面制备Ni60/WC涂层,再进行电接触强化。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等方式,对涂层及基体进行显微组织观察和物相分析,利用维氏显微硬度仪测量涂层到基体的硬度分布,并对电接触强化前后的数据进行对比分析。结果在热喷涂涂层厚度一定的情况下,经15 k A电流强度电接触强化后,涂层的致密性显著提高,孔隙明显减少,与基体接触部分的界面缝隙消失,结合方式发生改变。涂层硬度均匀性改善明显,维氏硬度显著提高,由原来400HV提升至720HV左右。涂层内部形成了Cr元素聚集区,W元素扩散明显,形成了合金元素碳化物,对涂层起到弥散强化作用。结论电接触强化能显著提高涂层性能与质量,改变涂层与基体之间的结合方式。

WC含量对WC/Ni60涂层组织和性能的影响

在零件表面制备硬质涂层,可以在保持零件基体本身性能的基础上,改善零件的表面性能。利用表面粘涂技术和电接触强化技术在45钢基体表面制备WC/Ni60涂层,并通过扫描电子显微镜、硬度测试仪、摩擦磨损试验与热震试验研究了不同WC含量的涂层的组织与性能。结果表明,用表面粘涂技术先制备预涂层,然后用电接触强化技术对预涂层进行强化处理,可以在45钢基体表面制备出完整均匀的WC/Ni60涂层。在相同试验条件下,随着WC含量的增加,涂层硬度与抗热震性能提高;当WC含量为60%时,表面硬度最高,抗热震性能最好。当WC含量为50%时,磨损重最低,耐磨性最好。

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。

42CrMo钢表面高频感应熔覆WC增强镍基复合涂层的研究

通过高频感应加热在42CrMo钢表面熔覆制备0.5 mm厚的WC增强Ni60复合涂层。通过电子显微镜、显微硬度计、能谱仪、X射线衍射仪以及万能摩擦磨损实验机研究分析了图层的组织形貌、相结构、硬度和耐磨性。结果表明:熔覆层组织均匀,主要由WC、W_2C、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、FeNi、Ni_3Fe等相组成,与基体呈冶金结合并伴随有大量合金元素的扩散,结合界面较致密,无明显夹杂等缺陷,结合强度高;熔覆层组织致密,硬度分布较为均匀,WC增强Ni60复合熔覆层耐磨性相比淬火态42CrMo有较大提高。

退火温度对H13钢等离子堆焊Ni60/WC覆层组织和硬度的影响

采用等离子堆焊技术在H13钢基体表面上制备了Ni60/WC复合覆层。研究了退火温度对基体、热影响区和Ni60/WC复合覆层组织、硬度的影响。结果表明:经退火处理后消除了覆层裂纹敏感性,WC分布得到改善。800℃退火后花瓣状枝晶得到细化,组织更为均匀。焊态下覆层热影响区组织主要由粗大片状马氏体和板条马氏体以及残留奥氏体组成,600℃退火后热影响区组织主要由板条状铁素体、针状铁素体和颗粒状渗碳体组成,800℃退火后热影响区组织主要由等轴状铁素体和粒状渗碳体组成,退火处理后热影响区组织得到明显改善。经过600℃退火后覆层硬度略微下降,淬硬区得到缓和; 800℃退火后覆层硬度分布均匀,淬硬区消失,基体到覆层过渡处的硬度呈梯度上升,进而改善了基体与覆层之间的结合,提高了覆层的力学性能。

稀土对真空熔结镍基金属陶瓷复合层成分和硬度分布的影响

研究了真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层纵截面的微观组织形态、化学组成、相结构,及合金元素与显微硬度的分布特征。结果表明:稀土(Ce+La)消除了Ni60+WC涂层中的针状相,改变了析出相的分布形态,增加了熔合带的宽度。稀土改变了涂层的化学组成,提高了Ni、Cr、Si和W的含量;降低了Fe的含量。Ni60+WC+RE涂层还析出了新的Cr3Ni5Si2相。两种Ni60+WC复合涂层显微硬度的最大值都出现在距涂层表面的0.2mm处,稀土明显地提高了复合涂层的显微硬度。

稀土对真空熔结镍基复合涂层组织结构的影响

研究了稀土(Ce+La)对真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层化学组成和组织结构的影响。结果表明:稀土(Ce+La)消除了Ni60+WC涂层中的针状相,改变了陶瓷相的分布形态。稀土还改变了涂层的化学组成,提高了组成相中的镍含量和陶瓷相中的钨含量。含稀土的真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层还析出了新的第2相WC和LaNi3。

混粉工艺对激光熔覆WC/Ni60B复合涂层组织及磨损性能的影响

粉末经过球磨混合均匀后,采用激光熔覆的方法,在45钢表面制备出 WC-Co 颗粒增强金属基复合涂层。用扫描电镜、能谱仪等,对熔覆涂层的显微组织结构等进行了分析观察。在 MM200环块磨损试验机上,对熔覆涂层在干摩擦滑动磨损条件下进行相同载荷和不同磨损距离的耐磨性能研究。试验结果表明:粉末球磨后的涂层硬度和耐磨性略低于未球磨的,但涂层组织更加均匀,磨损数据更加集中。

稀土镍基金属陶瓷复合涂层成分和硬度分布的研究

研究了真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层纵截面的微观组织形态及合金元素与显微硬度的分布特征。结果表明稀土(Ce+La)消除了Ni60+WC涂层中的针状相,改变了第二相的分布形态。稀土提高了涂层中Ni、Cr、Si和W的含量;降低了Fe的含量。稀土还明显地提高了复合涂层的显微硬度,两种Ni60+WC复合涂层显微硬度的最大值都出现在距涂层表面的0.2mm处。

45钢表面激光熔覆WC/Ni基合金复合覆层的组织和性能

基于替代镀硬铬工艺在核电硬密封领域中的应用,采用半导体激光器通过侧向送粉,在45钢表面制备了无孔洞和裂纹缺陷的WC/Ni基合金复合覆层。微观结构观察显示WC硬质相以球状和块状弥散镶嵌在韧性Ni基合金母体中,获得了高硬度和高韧性的良好匹配;覆层横截面组织呈梯度分布,底部近基体界面处为柱状晶和平面晶,逐渐过渡到中部树枝状亚共晶,表层组织为等轴晶。球磨摩擦磨损试验结果显示,复合覆层的摩擦因数及比磨损率均较45钢基体分别降低48.3%和96.4%,其磨损形式以轻微磨粒磨损和氧化磨损为主。

深冷处理对激光熔覆Ni60涂层组织及硬度的影响研究

采用光纤激光器在高强韧钢表面熔覆Ni60涂层及Ni60+WC复合涂层,研究了不同工艺参数下熔覆层的形貌特征,探究了WC增强相对熔覆层组织的影响规律,并对深冷前后熔覆层的显微组织和硬度进行了对比分析。结果表明:激光工艺参数影响熔覆层显微组织,当激光功率过大时,熔覆层中未出现针状共晶组织;Ni60粉末中加入WC粉末后,熔覆层组织中出现晶粒细化现象;对低硬度熔覆层进行深冷处理,Ni60熔覆层组织中析出更多条状碳化物,Ni60+WC熔覆层出现组织细化现象,从而均使熔覆层硬度提高。

离心泵叶轮表面激光熔覆(Ti,W)C颗粒增强Ni基熔覆层分析

为提高离心泵叶轮表面激光熔覆Ni基熔覆层的性能,通过添加(Ti, W)C颗粒方式对其加强。对WC硬质相以及Ni基合金显微组织进行了表征,并对其耐磨性进行了测试。研究结果表明,制备形成了具有致密结构的熔覆层,整体组织形态较均匀。(Ti, W)C颗粒在高能量密度的激光作用下部分重熔,并与熔化的镍基粉末以及重熔的45钢基体发生凝固反应生成新的物相。在熔覆层的表面存在Fe_(3)Ni、Cr_(23)C_(6)与W_(2)C等物相。熔覆层合金区显微维氏硬度为623 HV,相对于45钢基体硬度获得了显著提升。(Ti, W)C颗粒增强Ni基熔覆层摩擦系数为0.32,与基体相比减小了47.2%;磨损量减小为9.67 mg,与45钢30.83 mg相比显著减小。熔覆层表面磨痕处存在不同尺寸颗粒,没有形成犁沟结构。磨痕内含有C、Ni、W、Cr化合物,可以有效保护基体组织,使其获得更强耐磨性。