Microstructure,microhardness and corrosion resistance of laser cladding Ni−WC coating on AlSi5Cu1Mg alloy

The microstructure,microhardness,and corrosion resistance of laser cladding Ni−WC coating on the surface of AlSi5Cu1Mg alloy were investigated by scanning electron microscopy,X-ray diffraction,microhardness testing,immersion corrosion testing,and electrochemical measurement.The results show that a smooth coating containing NiAl,Ni_(3)Al,M_(7)C_(3),M_(23)C_(6)phases(M=Ni,Al,Cr,W,Fe)and WC particles is prepared by laser cladding.Under a laser scanning speed of 120 mm/min,the microhardness of the cladding coating is 9−11 times that of AlSi5Cu1Mg,due to the synergistic effect of excellent metallurgical bond and newly formed carbides.The Ni−WC coating shows higher corrosion potential(−318.09 mV)and lower corrosion current density(12.33μA/cm^(2))compared with the matrix.The crack-free,dense cladding coating obviously inhibits the penetration of Cl^(−)and H^(+),leading to the remarkedly improved corrosion resistance of cladding coating.

钛合金脉冲电沉积Cu-WC复合镀层的硬度与摩擦磨损性能

为有效提高钛合金的抗摩擦磨损性能,在钛合金表面脉冲电沉积Cu-WC复合镀层。分别研究了平均电流密度、脉冲占空比对复合镀层的微观形貌、WC颗粒含量、硬度以及摩擦磨损性能的影响。结果表明:当平均电流密度为1.5 A/dm^(2)、脉冲占空比为20%时,电沉积的Cu-WC复合镀层致密性最好,WC颗粒含量接近2.4%,其硬度(240.4 HV)约为纯Cu镀层的2倍,还表现出良好的抗摩擦磨损性能,平均摩擦系数较钛合金降低约38%。适当增大平均电流密度(0.5~1.5 A/dm^(2))或提高脉冲占空比(10~20%)能使较多WC颗粒参与电沉积过程,起到明显细化晶粒作用和弥散强化作用,促进形成结构致密的Cu-WC复合镀层,因而具有较高硬度和良好的抗摩擦磨损性能。

激光熔覆Cu/WC_P复合涂层

采用激光熔覆表面改性方法 ,在 45号钢基体上表面熔覆Cu/WCP 复合涂层。试验研究了WC含量对熔覆复合涂层的组织特点和耐摩擦磨损性能的影响规律。研究结果表明 ,通过调整WC的加入量可获得α -Cu固溶体 +WC双相组织 ;当WC的加入量超过 30 %时 ,熔覆层中出现小圆点状的WC颗粒 ,表明WC有一定程度的熔化和溶解 ;Cu/WCP 复合熔覆层与基体金属之间存在过渡区 ,其组织为钢基体 +WC混合组织。采用 40Cr磨轮对Cu/WCP 熔覆层进行摩擦磨损试验 ,结果表明 ,WC加入量为 10 %时 ,摩擦系数与磨损量最小 ;采用硬质合金磨轮进行磨损试验 ,当WC加入量为 30 %时 ,摩擦系数最小 ,而加入量为 10 %时 。

WC粉末电镀Cu预处理后热喷涂层的磨损特性

采用电镀技术,在WC粉末表面镀一定量Cu,用常规氧-乙炔焰喷涂制备WC涂层。在干摩擦条件下,对WC涂层/GCr15、45钢/GCr15摩擦副摩擦性能进行测试,SEM分析摩擦面形貌,EDS分析摩擦面元素分布。结果表明,WC涂层/GCr15摩擦副较45钢/GCr15摩擦副摩擦系数高,耐磨性远优于45钢/GCr15摩擦副;WC涂层磨损机理为脆性剥落和磨粒磨损;WC涂层/GCr15摩擦副摩擦面局部粘接,部分GCr15基材粘于WC涂层。

时效处理对WC/Cu-Ni-Mn堆焊层耐磨损性能影响

通过对比未时效与时效后WC/Cu-Ni-Mn堆焊层的微观组织、界面及耐磨损性能,研究时效处理对其耐磨损性能的影响规律,并揭示其耐磨损机理.结果表明,未时效和时效后的WC/Cu-Ni-Mn涂层相对耐磨损性能分别是时效后Cu-Ni-Mn基体的170.72和210.77倍,时效后涂层耐磨性能提升了23.5%;时效处理后Cu-Ni-Mn金属基中析出了NiMn第二相,基体硬度提升了2.3倍,从而为WC颗粒增强相提供了更稳定支撑;而未时效的Cu-NiMn合金中Ni,Mn原子固溶到Cu晶格,形成了一种α-Cu固溶体;未时效和时效后WC/Cu-Ni-Mn的主要磨损机理均为磨粒磨损和黏着磨损.

工艺条件对Cu-WC复合镀层显微硬度的影响

分别选用空气搅拌、超声波搅拌作为搅拌方式,在相同的实验条件下进行了对比实验。比较了两种Cu-WC复合镀层的显微硬度,同时研究了超声波功率对Cu-WC复合镀层显微硬度的影响。结果表明:采用超声波搅拌制备的Cu-WC复合镀层的显微硬度较采用空气搅拌制备的Cu-WC复合镀层的显微硬度提高了19.7%;较低的超声波功率对Cu-WC复合镀层的显微硬度影响不大,而过高的超声波功率不利于Cu-WC复合镀层显微硬度的提高;当超声波功率为240W时,Cu-WC复合镀层的显微硬度达到最大值1681MPa;Cu-WC复合镀层的显微硬度与平均晶粒尺寸基本遵从Hall-Petch关系。

热压烧结工艺对WC-Cu-Sn涂层组织性能的影响

采用热压技术在45#钢基片表面制备WC-Cu-Sn耐磨涂层,对影响WC-Cu-Sn涂层组织性能的主要工艺因素WC含量、烧结温度和烧结时间进行了正交试验设计及极差分析。结果表明,WC质量分数47%、烧结温度850℃、烧结时间1min为涂层的最佳工艺参数,该工艺条件下的47WC-Cu-8Sn涂层组织相对耐磨系数高达12,其致密度随烧结温度升高先增大后减小,随烧结时间延长逐渐减小;WC-Cu-Sn涂层磨损机制主要以磨粒磨损为主、黏着磨损为辅。

钎剂保护法WC/Cu基钎涂层的制备及其性能

目前,比较成熟的钎涂工艺基本上采用真空或气保护的方法,而仅以钎剂作保护实现钎涂加工的方法鲜有报道。为此,采用钎剂作保护,通过炉中钎焊的方法在Q235A钢表面制备了WC/Cu复合材料耐磨涂层,并通过组织观察和力学性能测试考察了钎涂层的性能。结果表明,使用粉状铜基钎料在大气环境下焊出的涂层气孔、渣孔等缺陷情况为:当涂层厚度为1mm时,在放大100倍的金相显微镜下观察不到明显的气孔、渣孔,缺陷低于0.3%;厚度为2 mm时,气孔、渣孔等缺陷低于1%;厚度为4 mm时,气孔、渣孔等缺陷接近4%;涂层与基体的结合强度高于涂层的自身强度;WC含量为40%的钎涂层的耐磨性能良好。

TC4合金表面Cu/micro-WC复合镀层和Cu/nano-WC复合镀层的性能

在TC4合金表面分别制备了Cu/micro-WC复合镀层和Cu/nano-WC复合镀层。比较了两种复合镀层的表面形貌、化学成分和显微硬度,同时分析了两种复合镀层的摩擦特性。结果表明:两种复合镀层都由Cu、W、C元素组成,显微硬度都明显低于TC4合金的显微硬度;摩擦试验前后,两种复合镀层表面轮廓曲线的形态都存在明显的不同;与Cu/micro-WC复合镀层相比,Cu/nano-WC复合镀层的表面形貌较好,W元素的质量分数较高,耐磨性较强。

超音速激光沉积WC/Cu复合涂层的微观结构及耐磨性能表征

针对纯铜具有良好的导电、导热和加工性能,但同时也具有硬度低,耐磨性能差的特点。采用超音速激光沉积(Supersonic laser deposition,SLD)和冷喷涂(Cold spray,CS)技术在纯铜表面制备了WC/Cu复合涂层,并对所制备涂层的微观结构、相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了对比分析。研究结果表明,CS涂层的厚度约为1128μm,WC含量为7.73%,显微硬度为147.4HV0.2,但涂层/基体结合处存在明显间隙。SLD涂层厚度随着激光功率的逐渐升高而增加,最高涂层厚度达2344μm,WC含量可高达17.22%,显微硬度可达161.3HV0.2,且涂层/基体结合良好。SLD涂层能基本保留原始粉末的相组成,但高激光功率下制备的样品存在轻微氧化。SLD涂层相比于CS涂层和铜基体具有更小的摩擦因数、磨损宽度以及磨损量,表现出更好的耐磨性能,为铜及其合金的表面性能优化提供了一种新方法。