CeO_(2)添加量对激光熔覆TiB_(2)-TiC/Ni复合涂层组织和性能的影响

利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备了添加质量分数1.0%,1.5%,2.0%CeO_(2)的TiB_(2)-TiC/Ni复合涂层,研究了复合涂层的物相组成、显微组织和硬度,讨论了搭接率(30%,40%,50%)对最佳CeO_(2)含量条件下复合涂层试样摩擦磨损性能的影响。结果表明:复合涂层均由TiB_(2)、TiB、α-Ti、TiC、Ni_(3)Ti、Cr_(23)C_(6)、Ti_(2)Ni、Cr_(3)C_(2)、γ-Ni等相组成;添加质量分数1.5%CeO_(2)复合涂层的组织最为均匀致密,细化效果明显;随着CeO_(2)添加量的增加,复合涂层的硬度先增后降,添加质量分数1.5%CeO_(2)复合涂层的硬度最高,约为1 015 HV。CeO_(2)的最佳添加质量分数为1.5%,在此条件下随着搭接率的增加,试样的磨损质量损失先减小后增大,当搭接率为40%时,磨损质量损失最小,磨损机理为磨粒磨损。

磨损条件对等离子熔覆TiB_2-TiC/Ni复合涂层磨损性能的影响

利用等离子熔覆技术以Q235低碳钢为基体制备了TiB_2-TiC强化Ni基复合材料涂层,涂层中的主要物相为TiB_2、TiC和γ-Ni,硬度达1 050 HV0.5,涂层与基体呈冶金结合状态。分别采用Al2O3陶瓷球和不锈钢球为对摩副,在30、60和120 N磨损载荷下进行往复干滑动摩擦磨损试验。结果表明:Al2O3陶瓷球为对摩副时,低载荷下(30 N)表现为微切削磨损形式;60 N载荷时,出现压实层的结构,降低了摩擦因数,磨损机理转变为粘着磨损的形式;当载荷增加到120 N时,磨损机理为氧化磨损和剥层磨损。而采用不锈钢磨球时,涂层硬度大于对摩不锈钢球硬度,磨球发生剪切破坏,部分转移到涂层表面,相对于Al2O3陶瓷磨副时具有更大的粘着效应,且随着载荷的增大转移量增加,粘着磨损加剧,所以摩擦因数呈现出随着载荷加大一直上升的趋势。

TiB_2-TiC/Ti(C,N)复合涂层的研究进展

TiB2-TiC及TiB2-Ti(C,N)复合陶瓷材料由于系列优异性能而成为理想的金属表面涂层材料。综述了高性能TiB2-TiC/Ti(C,N)复合涂层的涂层复合体系、制备工艺、形成机理等方面的研究成果,展望了该复合涂层材料的应用前景及研究发展趋势,为其在工业领域的实际应用指明了方向。

TiB_(2)纳米涂层改性碳纤维增强Mg基复合材料的微观结构及力学性能

采用新颖的溶胶-凝胶与碳热还原相结合的方法,对M55J连续碳纤维(Cf)表面进行TiB_(2)纳米涂层改性。首先,制备了掺杂五硼酸铵(NH_(4)B_(5)_(O8)的)TiO_(2)溶胶(0.2 mol/L)(Ti与B的物质的量比为1∶2),然后将其均匀涂覆到C_(f)表面。XPS分析表明,经1350℃烧结120 min后,C_(f)表面涂层发生原位反应并生成了TiB_(2)。采用压力浸渗法分别制备了体积分数为40%和50%的Cf增强镁基(C_(f)/Mg)复合材料,其抗弯强度分别达到720 MPa和870 MPa。然而,对比实验表明Mg基体不能浸渗到无涂层的C_(f)预制体中。HRTEM分析表明,厚度为20~30 nm的界面层由TiB_(2)和少量的TiC、TiO_(2)纳米颗粒组成。C_(f)表面的TiB_(2)纳米涂层可以改善C_(f)与Mg基体之间的润湿性,提高C_(f)/Mg复合材料的力学性能。

Ni掺杂对TiB_(2)硬质涂层组织结构和力学性能的影响

TiB_(2)涂层独特的晶体结构和强共价键赋予其超高的硬度和化学稳定性,但也存在韧性差及膜基结合力较差的问题。结合高功率脉冲磁控溅射技术和射频磁控溅射技术制备了Ni掺杂的TiB_(2)涂层,采用SEM、EPMA、XRD、XPS、纳米压痕仪、划痕试验仪、高温摩擦磨损试验机对比研究了不同Ni含量的TiB_(2)⁃Ni涂层的微观形貌、化学成分、物相结构、力学性能、摩擦学性能等。结果表明:Ni掺杂的TiB_(2)⁃Ni涂层中,少量Ni元素固溶于TiB_(2)晶格,过量的Ni元素以金属相形式存在,在晶界处形成了纳米复合结构,限制了TiB_(2)晶粒的生长,导致涂层柱状晶细化和纳米化。Ni元素掺杂导致TiB_(2)涂层的硬度与弹性模量明显下降,膜基结合力和涂层韧性随着Ni元素含量的增加持续增加,涂层摩擦系数先降低后升高,磨损形貌显示为磨粒磨损和粘接磨损。TiB_(2)⁃Ni涂层通过生成Ni金属相,在裂纹扩展时发生形变,以吸收断裂能量来提高涂层韧性,Ni含量为4.9%(原子分数)的TiB_(2)⁃Ni涂层具有较好的硬度和韧性。

CeO_(2)含量对激光熔覆Ni45A+TiC复合涂层组织和性能的影响

目的提高模切刀具刃口层硬度和耐磨性,使刃口层内部组织无缺陷。方法以Ni45A-TiC-CeO_(2)为熔覆材料,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢表面制备不同含量稀土氧化物复合涂层。通过测试,分别研究不同含量CeO_(2)(质量分数0%~5%)对熔覆层物相组成、显微组织、显微硬度和耐磨性能的影响规律。结果添加CeO_(2)后,熔覆层的物相主要包括TiC、Ni_(3)Fe、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)等,少量CeO_(2)的加入未改变熔覆层内主要相的生成,在CeO_(2)的质量分数为5%的条件下,在熔覆层中观测到Ce_(2)O_(3)相。当CeO_(2)的质量分数为2%时,Ni45A-TiC-CeO_(2)复合涂层表面无渣、无裂纹、润湿角较小、宏观形貌最好,从表面到与基体结合处涂层的显微组织无枝晶,组织得到明显细化,TiC形貌细化,且分布较均匀;平均显微硬度最高,为1388.6HV,是未添加CeO_(2)刃口层的1.151倍;平均摩擦因数和平均磨损体积最小,平均磨损体积为0.259×10^(-3)mm^(3),相较于未添加CeO_(2)的熔覆层,降低了47.358%,涂层的耐磨性能最好。结论添加适量CeO_(2)有助于改善涂层的宏观形貌,细化微观组织,提高涂层的显微硬度和耐磨性能。

大气等离子喷涂制备Ni基TiB_2复合涂层的研究

采用化学镀Ni-B合金包覆TiB2粉,Metco-7M等离子喷涂制备TiB2/Ni-5%Al金属陶瓷涂层,研究TiB2含量对涂层的微观组织、结合强度、显微硬度的影响。用X射线衍射、SEM扫描电镜分析涂层物相组成和形貌;用线扫描能谱分析涂层与基体的界面元素分布;采用对偶件拉伸法测试涂层结合强度,用显微硬度仪测试涂层硬度。结果显示,TiB2以原始颗粒形态存在于涂层中,无TiB2的氧化产物TiO2,其他氧化产物Al2O3、NiO含量较低;涂层与低碳钢基体存在微观冶金结合;结合强度高达40 MPa,随TiB2含量增加,涂层显微硬度增大,结合强度变化不大。

激光熔覆Ni/TiB_2复合涂层的组织与性能研究

在45钢表面利用激光熔覆技术制备了Ni/TiB_2金属陶瓷复合涂层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计等,分析了涂层的显微组织特征、元素的分布以及涂层的机理等,并对试样硬度进行了测定。结果表明,在合理的工艺参数下,超细TiB_2的加入,细化了激光熔覆涂层的晶粒,熔覆层显微组织主要由细小的等轴晶组成,TiB_2陶瓷颗粒分布在枝晶间,而分解后的Ti均布于枝晶内,通过细晶强化、固溶强化及第二相强化等,大大提高了涂层的硬度。

TC4钛合金表面激光熔覆法制备Y_2O_3颗粒增强Ni/TiC复合涂层(英文)

采用激光熔覆法在TC4钛合金表面原位制备Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层,研究涂层的相组成、微结构、成分分布及性能。结果表明,复合涂层内的微结构和成分在深度方向具有分层现象,这主要是由激光熔覆过程的快速熔凝和冷却过程所致。在激光熔覆过程中,TiC粉末完全熔化并在凝固过程中析出为细小枝晶,这些TiC枝晶的尺寸随着深度的增加而减小,而Y2O3颗粒则分布在整个重熔层中。Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层具有较均匀的硬度,其最高值约为HV1380,比基体高4倍以上。由于复合涂层具有高的硬度,钛合金经过激光熔覆后其耐磨性得到大幅度提高。

激光单道与多道熔覆Ni+Cr_3C_2复合涂层的组织及硬度

对激光单道与多道搭接熔覆Ni+Cr3C2 复合涂层的组织、硬度及其影响因素进行了研究。在6 0mm× 1 0mm× 1 0mm(多道熔覆 )和 6 0mm× 2 0mm× 1 0mm(单道熔覆 )两种 45钢基材试样上 ,采用同一激光处理工艺参数 (P =1 7kW ,Vs=5mm·s- 1 ,D =3mm)熔覆同一涂层材料 (Ni + 50 %Cr3C2 ) ,涂层的成分、组织随搭接工艺不同 ( 0和 0 5搭接率 )而发生变化 ,使单道与多道熔覆层的显微硬度分别为1 1 0 0～ 1 2 0 0HV和 380～ 480HV。多道搭接熔覆产生的重稀释导致涂层中的硬质相数量明显少于单道熔覆层 ,是造成涂层硬度下降的主要影响因素。对激光熔池的凝固速率以及“二次加热”产生的熔道退火效应对涂层硬度的影响进行了分析。

高速电弧喷涂FeAlCr/Ni包Cr_3C_2复合涂层摩擦学特性

使用THT07 135高温磨损实验机对高速电弧喷涂FeAl,Fe Al/Cr3C2,FeAlCr/Ni包Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦特性的研究,并用SEM、TEM、XRD等手段观察分析了磨痕的形貌和成分、涂层截面的组织和相结构。结果表明:FeAlCr/Ni包Cr3C2复合涂层具有典型的层状结构和较高的结合强度和硬度;从室温到250℃,涂层的抗磨损性能下降;从250℃到550℃,涂层磨损性能变化不大;550℃以后,涂层的耐磨损性能重新增强;剥层磨损是FeAlCr/Ni包Cr3C2涂层高温磨损的主要机理;Cr3C2增强相的加入,大大提高了涂层的耐磨损性能;Ni的加入一定程度提高了涂层的结合强度和抗磨损性能。

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.

等离子喷涂NiCr/Cr_2C_3、Ni/C及其复合涂层的耐磨性能

为了加强车辆机械零件的表面防护,采用等离子喷涂工艺在304N不锈钢表面分别制备了NiCr/Cr_2C_3涂层、Ni/C涂层以及NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层,观察了涂层组织形貌,测试了涂层硬度和耐磨性,分析了涂层的摩擦磨损机理.结果表明,3种涂层中NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层的耐磨性能最好.金属粘结相NiCr可以起到足够的支撑作用,从而防止涂层剥离与黏着磨损的产生.Ni/C作为固体润滑剂,通过自润滑作用降低了涂层的整体摩擦系数.

激光熔敷Cr_3Si/Cr_2Ni_3Si复合材料涂层组织与耐磨性研究

以 Cr- Si- Ni合金粉末为原料、利用激光熔敷技术在 A 3低碳钢表面上制得了以金属硅化物 Cr3Si为增强相 ,以 Cr2 Ni3Si复杂金属硅化物为基体的快速凝固 Cr3Si/ Cr2 Ni3Si复合材料冶金涂层 ,分析了该涂层的显微组织 ,并分别在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能。研究结果表明 ,由于激光熔敷 Cr3Si/Cr2 Ni3Si快速凝固复合材料涂层组织细小、均匀 ,在滑动磨损过程中不易与对偶件粘着、在磨料磨损过程中具有很高的抗切削抗剥落能力 。

激光熔敷Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物耐磨复合材料涂层组织与抗磨性能

以Ni-42Mo-28Si和Ni-36Mo-24Si(质量分数计)合金粉末为原料,利用激光熔敷技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制得由三元金属硅化物Mo2Ni3Si初生树枝晶和枝晶间Mo2Ni3Si/NiSi共晶组织组成的复合材料涂层,考察了涂层镍含量及Mo2Ni3Si初生相体积分数对涂层在滑动干摩擦下的耐磨性的影响.结果表明:激光熔敷Mo2Ni3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层在滑动干摩擦条件下具有优异的抗磨性能;随着涂层中三元金属硅化物Mo2Ni3Si初生相体积分数的增加,涂层的耐磨性提高,摩擦系数降低;激光熔敷Mo2Ni3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层具有良好的载荷特性.

钛合金表面激光熔覆Cr_3C_2/Ni基合金复合涂层的微观组织

将质量分数为25％的Cr3C2／Ni基合金混合粉末预置在TCA合金表面，利用5kW横流CO2激光器进行激光熔覆试验，得到Ni基Cr3C2复合涂层．利用SEM和XRD对熔覆层的微观组织和相组成进行了分析，采用HXD—1000T数字式显微硬度计测量了熔覆层的硬度．结果表明，Ni＋Cr3C2复合涂层存在γ-Ni、TiC、CrTC扑M23（C，B）6和CrB等相，熔覆层硬度在600～900HV之间．

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

激光熔覆Ni+Cr_2O_3复合涂层的耐蚀性

研究了激光搭接熔覆Ni+Cr2 O3复合涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 +0 .5mol/LNaCl水溶液中的电化学行为 .试验表明Cr2 O3粒子在激光熔池中发生了完全溶解 ,涂层具有胞状枝晶组织特征 .激光熔覆Ni+Cr2 O3复合涂层比单一熔覆Ni合金涂层和 2Cr13马氏体不锈钢基材具有更低的维钝电流密度和更宽的钝化区范围 ,明显改善了在该腐蚀介质中的抗点蚀能力 .

Ni/SiO2纳米复合涂层的结构与光学性质研究

采用射频磁控溅射方法制备Ni/SiO2纳米复合涂层,获得了镍成分为7.25%(at)(LNi)、13.96%(at)(MNi)、19.20%(at)(HNi)3种复合涂层,研究了该复合涂层的组织结构与光学性质.结果表明LNi纳米复合涂层的晶粒尺寸为10～15nm,随着镍含量提高,涂层的晶粒尺寸增大,纳米Ni颗粒的形状发生变化;LNi复合涂层在300～350nm存在显著的光吸收,随着晶粒尺寸增大,光吸收边发生显著的红移.

激光熔覆Ni-Cr_3C_2复合涂层工艺

考察了比能对激光熔覆Ni+w(Cr3C2)为 50%的复合涂层宏观尺寸的影响以及激光工艺参数中扫描速度VS、激光功率P、预置涂层厚度t、比能与复合涂层稀释率之间的变化规律. 试验结果表明:复合涂层宏观尺寸除受涂层本身材料因素制约外,还取决于激光工艺参数以及它们的综合作用;激光工艺参数和粉末预置厚度对激光涂层的稀释率有一定的影响,其中以VS 和P 的影响较大.