La_2O_3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的影响

利用CO2横流激光器在低碳钢基体表面熔覆含稀土氧化物La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层,研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。结果表明,加入适量的稀土氧化物La2O3可有效改善激光熔覆复合层的显微组织,减少复合层中的裂纹、孔洞、夹杂;加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的形状变化,同时,熔覆复合层的耐磨性和耐蚀性明显提高。

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层的组织与耐磨性研究

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以N i60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能。

含Ag@Ni核壳结构粉体镍基复合涂层的多循环高温摩擦学性能

为了抑制Ag的扩散,采用化学镀方法制备Ag@Ni核壳结构粉体,并利用大气等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层,详细研究核壳结构设计对涂层在高温循环工况下的力学及摩擦学性能的影响。研究结果表明:Ag的核壳结构设计可以提高镍基涂层中Ag与NiCrAlY的界面结合强度,进而显著提高复合涂层的硬度。Ni覆层有效地抑制了Ag在高温摩擦过程中的扩散与耗散。800℃时NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层的摩擦因数仅为0.25,磨损率仅为1×10^(-5)mm^(3)/(N·m),显著低于NiCrAlY-Mo-Ag涂层。同时,Ag的核壳结构设计使得涂层在高温多循环工况下始终保持良好的自润滑性和耐磨性。

TiC含量对TiC/Ni复合涂层组织、硬度及耐蚀性的影响

为了提高价格低廉的45钢的零件在苛刻环境中的使用寿命,采用激光熔覆技术在其表面制备了不同TiC含量的TiC/Ni熔覆层,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和电化学工作站等分析了涂层的组织、硬度及耐蚀性。结果表明:Ni35熔覆层枝晶为富含Fe、Ni的γ-Ni固溶体,晶间为γ-Ni固溶体和富含B、C的M_(23)C_(6)、Cr_(2)B组成的共晶体,熔覆层从底层到上层依次为平面晶、胞状晶、柱状晶、柱状树枝晶、等轴晶和细等轴晶,枝晶中的Cr元素随着距熔覆层底部距离的增加出现富集。添加10%和20%TiC的熔覆层下层为粗大的柱状晶和柱状树枝晶,中层和上层为等轴晶,TiC以块状和四边形的形态分布于枝晶间。添加30%TiC的熔覆层分布有块状、杆状、粒状、鱼骨状和花瓣状的TiC,枝晶为细小的等轴晶。不同TiC含量的熔覆层硬度均呈现下层和上层硬度高,中层硬度低的现象。含10%TiC的熔覆层平均硬度最低,含30%TiC的平均硬度最高。未添加TiC的Ni35熔覆层腐蚀电流密度最小,钝化膜稳定性最好,耐蚀性最优,添加TiC后熔覆层的耐蚀性下降,但随着TiC含量的升高,熔覆层耐蚀性逐渐升高。

激光熔覆Ni基涂层组织性能研究

以17-4PH沉淀硬化马氏体不锈钢叶片的激光再制造修复技术为背景,选取镍铬合金与WC-Co复合粉末作为熔覆材料,采用激光熔覆技术在17-4PH不锈钢表面制备复合涂层,通过调整激光功率和送粉速度两个工艺参数进行实验。通过观察试样熔覆层的微观组织,并对熔覆层的力学性能进行测试,结果表明:当激光功率为1700 W时,涂层的组织均匀致密。涂层的硬度和摩擦磨损性能均高于基体。最优的工艺参数激光功率为1700 W,送粉速度为30 mg/s,此工艺参数下制备的复合涂层可以有效提高17-4PH不锈钢的硬度和耐摩擦磨损性。

激光熔覆制备原位自生TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层的研究

为了在碳钢表面获得耐磨、耐蚀、抗热疲劳等综合性能优良的TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层 ,利用3kW连续波快速轴流CO2 激光器进行了一系列的激光表面熔覆实验研究 ,光斑直径 3 5mm ,扫描速度 3 10mm/s,送粉速率 3 2 6 g/min。实验结果表明 :利用送粉式激光表面熔覆技术 ,可以在碳钢表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层 ,涂层与基体呈良好的冶金结合 ,涂层宏观质量完好 ,无裂纹 ,但有少量的气孔。涂层组织由γ 奥氏体枝晶、CrB、TiB2 、M2 3 C6和TiC组成。经激光表面重熔后 ,涂层显微硬度达HV0 2 110 0 ,是基材显微硬度的 4

激光熔覆TiC/Ni-Al基复合涂层的高温稳定性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C、B)+TiC粉末制备出TiC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合材料涂层,并将试样在1 000℃高温保温50 h。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)显微硬度计对涂层高温时效前后的组织、相成分、硬度进行了对比分析和测试。结果显示:实验条件下,激光熔覆涂层与基材之间没有出现裂纹、孔洞等缺陷,涂层与基材之间仍保持着良好的冶金结合。激光熔覆TiC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合材料涂层具有良好的高温稳定性。

以蔗糖为前驱体火焰喷涂原位TiC增强Ni基复合涂层的制备

以蔗糖为碳源,采用前驱体热分解技术制备Ni-Ti-C系反应热喷涂混合粉末,通过氧乙炔火焰喷涂技术合成并同时沉积原位TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层。利用XRD和SEM研究混合粉末和涂层的相成分和组织结构,分析TiC/Ni复合涂层的硬度和耐磨性。结果表明:反应火焰喷涂TiC/Ni复合涂层主要由TiC和Ni基体组成,并含少量的Ni3Ti和Ti3O5;涂层由复合强化片层相互叠加而成,复合强化片层中TiC颗粒均匀分布于Ni基体中,TiC颗粒呈球形,粒度达到亚微米级;涂层具有较高的硬度和耐磨性,复合强化片层显微硬度为HV0.21 433,涂层的耐磨性能远优于基板材料45号钢和对比涂层Ni60的耐磨性。

WC与TiC复合增强镍基涂层的组织和性能

利用等离子熔覆技术制备Ni基涂层,用直接加入的WC和原位合成的TiC复合增强,分析原料体系中(Ti+C)和WC的含量变化对涂层物相组成、微观组织、显微硬度和滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明:WC在熔池中溶解,分解出W和C,W扩散进入原位生成的TiC中,形成(Ti,W)C固溶体,W的扩散不充分使(Ti,W)C呈现核壳结构。随原料中(Ti+C)含量的增多(0~20%)和WC相应含量的减少(40%~20%),WC溶解程度增大,(Ti,W)C颗粒形貌由八面体转变为椭圆形;(Ti,W)C生成量的增多使涂层上部硬度提高,WC聚集沉底现象的减弱使涂层下部硬度下降,与基材Q235之间形成较平稳的硬度梯度。涂层耐磨损性能显著优于基材,当(Ti+C)和WC的含量分别为10%和30%时,涂层的磨损体积为基材的8.33%。

基于激光熔覆SiC/Ni复合涂层的耐磨性

采用预置粉末法,在Q235钢表面进行激光熔覆镍基SiC陶瓷涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:在重载干滑动摩擦条件下,Ni基SiC复合涂层耐磨性得到显著提高;当复合粉末SiC含量为25%(质量分数)时,熔覆层耐磨性最佳;熔覆层的磨损机制以磨粒磨损为主,同时伴有黏着磨损特征,且随着SiC含量的增加,黏着磨损的特征愈加明显。

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。

超音速火焰喷涂TiC-TiB2增强Ni基涂层的研究

利用超音速火焰喷涂技术在45号钢基体上制备了2种TiC-TiB2增强Ni基涂层,研究了涂层的组织和性能并与Ni60涂层进行对比分析。结果表明,含Ti-B4C自反应组元粉末的喷涂火焰呈明亮的白炽状态,火焰温度明显高于喷涂Ni60粉末的火焰温度,TiC-TiB2陶瓷增强Ni基涂层的显微硬度和耐滑动磨损性能明显优于Ni60涂层。Ti-B4C-Ni团聚态粉末形成的涂层中陶瓷相均匀分布在金属基体中,颗粒细小,在摩擦过程中不易脱落,有效提高了片层强度和硬度,增强了涂层的耐磨性。而Ti-B4C团聚态粉与Ni60机械混合粉末形成的涂层中出现了明显的金属相与陶瓷相的偏聚现象,使得涂层的结合性和耐磨性略有降低。

激光熔覆Ni/TiC复合涂层组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢样品表面制备了Ni/TiC复合涂层,利用光学显微镜、SEM,EDS,XRD、显微镜硬度计及摩擦磨损试验机等检测设备研究了Ni/TiC复合涂层的组织和性能。试验结果表明:Ni/TiC复合涂层没有出现裂纹、孔洞等缺陷,涂层与基体之间具有良好的冶金结合,涂层显微硬度沿层深皆呈明显的阶梯状分布,最外表面的熔覆层硬度最高,约为800 HV;熔覆试样的比磨损率比基体试样的比磨损率下降了86.5%,表明Ni/TiC复合涂层具有较好的耐磨性能。

钎焊WC-Ni基复合涂层的耐腐蚀性能

钎焊法制备WC复合涂层可以克服热喷涂层的许多缺点,但目前对其在中性NaCl介质中的腐蚀行为研究不多。在碳钢表面真空钎焊制备了WC-Ni复合涂层,采用X射线衍射(XRD)分析了WC-Ni复合涂层表面的物相;通过动电位极化曲线考察了其在3%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为;通过场发射扫描电镜(FEGSEM)结合EDX能谱仪观察了不同极化电位处理的涂层的表面形貌和化学组成;采用电感耦合等离子体发射光谱分析了不同极化电位下溶解的金属离子浓度。结果表明:钎焊WC-Ni复合涂层主要是由WC,Ni,NiW,Ni2W4C,Cr3NiB6等物相组成,没有W2C等脆性相;阳极极化曲线上出现2个电流密度平台,分别对应Ni,Cr的氧化物膜的形成和W氧化形成WO3膜层,低电位时主要存在Ni的活性溶解,高电位时同时存在Ni,Cr,W等元素的活性溶解;该涂层耐腐蚀性能较好,硬质相WC的脱落减少,耐磨性提高。

激光熔覆TiC/Ni60镍基涂层磨损特征

利用Ni60自熔合金粉末、 TiFe粉、石墨、 CaF2,稀土,经适当比例混合后采用激光熔覆技术在35CrMo基材表面制备TiC/Ni60基涂层,对熔覆层宏观形貌、硬度、磨损后的微观形貌进行观察和研究,同时对比了TiC/Ni60基涂层与Ni60涂层的磨损试验。结果表明:经激光熔覆后熔覆层平均显微硬度明显提高,高于Ni60涂层硬度, w(CaF2)8%的粉末涂层与Ni60涂层相比,耐磨损性能提高。

热喷焊Ni基Al_2O_3复合涂层在农业机械中的应用

农业机械中磨损件消耗量一直很大,造成了巨大的经济损失。因此,根据农业机械中农机具的实际工况,采用粉末火焰喷焊工艺,将Al2O3与Ni基自熔性合金粉混合后制备出金属-陶瓷系复合涂层,用MLS-23型湿砂橡胶轮式试验机对复合涂层进行了耐磨性试验,并比较和分析了不同Al2O3加入量的耐磨性。结果表明,在Al2O3的含量适当时,能大大地提高涂层的耐磨性,比单一涂层提高3倍以上,用此工艺处理常见耕作机械具(如犁铧、犁壁、耙片、旋耕刀片等)对提高其使用寿命具有重要的经济意义。

自蔓延高温合成制备Ni_3Si基复合涂层及其性能

采用自蔓延高温合成法制备了Ni3Si-Cr7C3和Ni17.5Si29.3Cr两种Ni3Si基复合涂层,研究了两种涂层材料的相组成和微观结构。结果表明,两种涂层材料的基体相均为高温相β3-Ni3Si;同时由于后者具有更高的绝热温度,其晶粒尺寸显著小于前者,从而使Ni17.5Si29.3Cr合金涂层具有更高的显微硬度。摩擦学研究表明,两者在干摩擦和水润滑条件下的磨损机理相似,但是在硫酸溶液条件下由于发生了不同的摩擦化学反应,因此其磨损机理不同,后者具有更好的抗磨损性能。

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WC增强Ni基复合涂层的研究进展

激光熔覆是一种新型表面改性技术,具有能量密度高、稀释率可控、涂层与基体呈现良好的冶金结合等优点,且快热快冷的特性有利于在基材表面形成具有细小致密组织的涂层,从而获得耐磨耐蚀等优异性能。WC增强Ni基复合涂层因兼具陶瓷材料优异的耐高温、耐磨性和金属材料良好的强韧性,近些年成为激光熔覆研究领域的热点。综述了激光熔覆WC增强Ni基复合涂层的研究进展。概述了WC在复合涂层中的作用,包括WC的强化机制及其对复合涂层摩擦磨损性能及磨损机制的影响。在此基础上,从Ni基合金成分、WC增强相的添加量、尺寸、种类以及稀土元素的影响等方面,论述了激光熔覆WC增强Ni基复合涂层的材料体系,重点讨论了WC在复合涂层中的分布规律和存在形式。同时综述了激光功率、扫描速度、基体预处理等熔覆工艺参数,以及超声振动辅助、感应加热等新型激光熔覆技术,对复合涂层成形质量、微观组织、物相组成及性能的影响。最后对现阶段激光熔覆WC增强Ni基复合涂层研究中存在的问题及未来发展方向进行了展望。

时效处理对高频感应熔覆TiC/Ni复合涂层的组织及性能影响

为了改善抽油杆材料的表面性能,采用高频感应熔覆技术在其表面制备了TiC/Ni复合涂层。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等研究了涂层经固溶及不同时间时效处理后的显微组织及物相组成,并利用显微硬度计及摩擦磨损实验测试了时效后涂层的性能变化。结果表明:经固溶时效后的涂层并未出现明显缺陷,涂层主要以γ-Ni固溶体、Ni的化合物、CrB、碳化物以及δ相等硬质颗粒组成;时效后涂层的最大硬度达到928.2 HV0.2,相比时效前提高了4%,最低磨损量为48.9 mg,比基材减少了62%,在时效4 h后,涂层的综合性能最好。