THE MULTI-LAYER LASER CLADDING OF Ni60 ALLOY

The Multi layer coating of Ni60 alloy was got by multi layer laser cladding. The height of the coating was about 12mm and the wall of the coating was perpendicular to the base. The microstructure of the coating was made up of fine dendrite. The conjunction between layers was good.

激光熔覆Ni-WC陶瓷颗粒增强高熵合金涂层组织与性能

采用激光熔覆技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备Ni-WC陶瓷颗粒增强AlCoCrFeNi高熵合金涂层,运用扫描电镜、X射线衍射仪与显微硬度计分析表征复合涂层微观组织、物相和显微硬度,应用摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验研究Ni-WC陶瓷颗粒含量对磨损和腐蚀性能的影响。以显微硬度和稀释率为指标,设计三因素三水平正交试验,确定单道最佳熔覆工艺为:激光功率1600 W、扫描速度6 mm·s^(-1)、送粉速度1.4 r·min^(-1);使用该最佳工艺,选择50%搭接率,分别制备不同质量分数Ni-WC颗粒增强AlCoCrFeNi高熵合金复合涂层;对样品涂层进行组织表征和性能测试。结果表明:涂层均为体心立方晶格相;随着Ni-WC质量分数增加,涂层显微硬度增加,当Ni-WC质量分数为5%时,涂层平均显微硬度值为587 HV 0.3,约为基体的1.69倍;随着Ni-WC质量分数增加,涂层的耐磨损和耐腐蚀性能先增后减,当Ni-WC质量分数为3%时,复合涂层磨损率最低,为5.7×10^(-5) mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),同时自腐蚀电流密度最小,为1.22×10^(-6) A·cm^(-2),呈现出优异的耐磨损和耐腐蚀性能。

激光功率对WC增强Ni35合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用不同激光功率(1.1,1.3,1.5kW)在45钢表面激光熔覆制备WC增强Ni35合金熔覆层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等研究了激光功率对熔覆层组织与性能的影响。结果表明:随着激光功率增大,熔覆层表面宏观裂纹减少,熔覆层稀释率增大;随着激光功率增大,熔覆层的显微硬度升高,磨损量和摩擦因数减小,不同激光功率熔覆层的耐磨性均优于基体;当激光功率为1.5kW时,相比于基体,熔覆层的表面平均硬度提高了约270%,磨损量和摩擦因数分别降低了95.2%和54.93%;随着激光功率的增大,熔覆层的自腐蚀电位先减小后增加,自腐蚀电流密度先增大后降低,当激光功率为1.5kW时,熔覆层的自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性相对较好。

合金元素对Cu-Ni基熔覆层组织和性能的影响

为改善高强钢的表面性能,利用电弧熔覆技术在X80钢表面制备了两种添加不同合金的铜基熔覆层,分别为Cu-Ni-Fe-Nb-W和Cu-Ni-Fe-Ti。采用OM、SEM、EDS、显微硬度计、摩擦磨损试验机以及电化学工作站等仪器设备研究了Nb-W、Ti等合金元素对Cu-Ni基熔覆层组织和性能的影响。结果表明,两组Cu-Ni基熔覆层的显微组织由底部到顶部均为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶,Nb-W和Ti均有细化Cu-Ni熔覆层组织的作用。Cu-Ni-FeNb-W熔覆层的平均硬度值为161.9 HV0.1,Cu-Ni-Fe-Ti熔覆层的平均硬度值为176.4 HV0.1,且Cu-Ni-Fe-Ti熔覆层的摩擦系数和磨损量均低于Cu-Ni-Fe-Nb-W熔覆层,表明添加Nb-W和Ti能够提升熔覆层的力学性能,且添加Ti元素的效果要优于Nb-W元素。电化学测试表明,添加合金元素的Cu-Ni基熔覆层的耐蚀性要明显优于X80钢的耐蚀性,且Cu-Ni-Fe-Ti熔覆层的耐蚀性优于Cu-Ni-Fe-Nb-W熔覆层。

激光熔覆WC颗粒增强Ni基合金涂层的组织与性能

利用15 kW横流连续输出CO2激光器在CCS?B钢板上熔覆WC颗粒增强Ni基合金涂层,研究了不同WC颗粒含量下熔覆层组织形态和显微硬度的变化规律。结果表明,在激光熔覆Ni基合金与WC颗粒混合粉末的过程中,WC颗粒发生溶解并与周围元素相互作用形成低熔点共晶,析出后分别以树枝状、块状与粒状等形态存在;随着WC含量增加,熔覆层上部区域γ?Ni枝晶先粗化后变细,熔覆层下部区域枝晶组织持续增多且粗化。随WC含量增加,熔覆层平均硬度增加,WC质量分数为0%时,熔覆层平均硬度约为基体的3倍,当WC质量分数增加到30%时,熔覆层平均硬度可达到基体硬度的4倍。

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。

WC含量对激光熔覆Ni基WC复合涂层组织和性能的影响

利用6 kW光纤激光器在Q235钢表面激光熔覆Ni基WC复合涂层。使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计和磨损试验机,研究了不同WC颗粒含量下熔覆层组织形态、成分、显微硬度和磨损性能的变化规律。结果表明:熔覆层的稀释率随着WC含量的增加先减小后增加,当WC含量为20%时,稀释率最小。在光纤激光熔覆Ni基WC复合涂层的过程中,WC颗粒部分发生溶解并与其他元素相互作用形成共晶物,析出后分别以条状、块状和粒状等形态存在,随着WC含量的增加,熔覆层的组织出现细化现象。含WC的熔覆层组织中主要有γ-Ni、M_7C_3、M_(23)C_6、CrB、WC和W_2C等相存在。随着WC含量增加,熔覆层硬度增加,当WC质量分数达到40%时,熔覆层硬度可达到基体硬度的5倍以上。当WC的相对质量分数为20%时,熔覆层耐磨性能最好,耐磨性为Ni60A涂层的3倍以上。

激光熔覆Ni-WC/Cr_3C_2涂层组织及性能

采用激光技术在45钢表面熔覆Ni-WC/Cr_3C_2涂层,采用SEM,XRD等手段进行熔覆层的显微组织、相组成及成分分析,并测试熔覆层的耐蚀性和耐磨性能.结果表明,Ni-WC/Cr_3C_2熔覆层底部生成方向性较强的胞状树枝晶,中上部组织为细小的树枝晶.涂层主要是由γ-(Fe,Ni),M_(23)C_6型碳化物以及未熔的WC颗粒组成.细晶强化、合金元素固溶强化以及碳化物强化的共同作用,使熔覆层的显微硬度提高至711HV0.1.熔覆层耐蚀性明显改善,腐蚀电流密度约为45钢的1/4.随着摩擦速度的增大,激光熔覆Ni-WC/Cr_3C_2涂层和45钢磨损量增加,且熔覆层的磨损量低于45钢,表明其耐磨性能明显提高.

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.

扫描速度对激光熔覆Ni基WC合金涂层组织与性能的影响

在45钢表面激光熔覆镍基WC合金涂层,分析扫描速度对熔覆层的成型、组织和性能的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、化学成分、相组成以及耐磨耐蚀性进行分析测试。结果表明,熔覆层组织致密,与基体有良好的冶金结合。扫描速度增大,熔覆层出现裂纹的倾向增大,底部柱状晶外延生长层宽度减小,组织晶粒细化,相组成种类几乎没有变化,显微硬度增大,耐磨耐蚀性提高。当扫描速度为200mm/min时得到成型性及耐磨耐蚀性优良的熔覆层。

微米WC增强Ni60合金高频感应熔覆涂层耐磨性能

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微米WC增强Ni60A合金复合涂层。用MLS—225型湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机评价了涂层的耐磨性能,利用SEM,XRD观察并分析了涂层的显微组织和磨损表面形貌。结果表明,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,当WC含量少于30%时,WC分布不均匀,主要集中于涂层的中部,涂层中Cr7C3相以粗大的六方状和长条状存在,不利于涂层耐磨性的提高;当WC含量达到50%时,Ni基合金中加入WC的含量达到了合适比例,耐磨性最佳,相对耐磨性为Ni60A涂层的6.5倍;当WC含量达到60%时,涂层的硬度最高,但出现了较多的孔洞,大量未熔的WC颗粒在磨粒的反复作用下剥落形成了大的剥落坑,导致耐磨性下降。涂层与基体实现了冶金结合,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。

45钢表面激光熔覆Ni/WC性能研究

研究了在45钢表面激光熔覆Ni60合金时,WC对熔覆层组织性能的影响,分析了Ni/WC配比对熔覆层显微硬度、耐磨性及金相组织结构的影响。结果表明,采用Ni60+30%WC合金粉末进行激光熔覆时,能得到显微硬度和耐磨性俱佳的熔覆层。

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。

2205钢表面激光熔覆Ni基+WC合金涂层的研究

采用激光熔覆技术在2205双相不锈钢表面制备Ni基与WC合金熔覆层，并对添加不同WC含量的合金粉末在相同激光熔覆工艺参数下的合金熔覆层进行成分和性能分析，探讨不同WC添加量对熔覆层微观组织、耐腐蚀性能及硬度的影响。研究结果表明：激光熔覆层与基体之间获得了良好的冶金结合，熔覆层与基体元素有较好的对流和扩散；熔覆层的耐腐蚀性能随wC添加量的增加呈负相关，在WC添加量为15％时，熔覆层的耐腐蚀性能最差；熔覆层的硬度值从熔覆层至基体呈梯度降低趋势，熔覆层硬度约为基体硬度的2-3倍，而单一熔覆Ni基WC合金层硬度值变化较大。

Cr12MoV钢激光熔覆Ni基WC合金性能研究

对Cr12MoV钢表面激光熔覆不同成分Ni基WC合金的熔覆层性能进行了研究。实验表明,在较优工艺参数下,激光熔覆Ni60+30%WC熔覆层的次表面硬度可达67～68HRC。在加入WC硬质相后,熔覆层的硬度变化不大,而耐磨性能却得到很大的提高,相应的脆性和产生裂纹的倾向增大。

铬铸铁表面等离子喷涂Ni-Al-WC合金层及组织性能研究

研究了铬铸铁表面等离子喷涂Ni Al WC合金层及其组织性能。对喷涂层的化学成分、相组成、显微结构、平均显微硬度、耐磨性及耐蚀性等作了分析。结果表明 :喷涂层与基体未完全实现冶金结合 ,其化学成分、显微组织发生了根本性转变 ,使表面硬度。

Ni基WC合金3D激光熔覆工艺研究

以正交实验规则设计3D激光熔覆试验来研究不同工艺参数对熔覆指标的影响,实验表明,WC添加量对熔覆层硬度、抗磨性影响最大,激光功率影响稍次之,激光扫描速度影响次之,送粉速度影响最小。对熔覆层组织分析表明,随WC添加量增多,更易生成CrB、W2B等硬质相,未分解的WC颗粒也越多,粘结相Ni枝晶越细小。激光熔覆Ni基WC合金涂层表面摩擦磨损特性表现为以磨粒磨损为主,塑性变形、粘着磨损和磨粒磨损相结合。

激光熔覆Ni基WC复合材料制备自磨刃割刀

为提高农用割刀耐磨性并使割刀形成自磨刃,利用半导体激光器,采用同轴送粉方式在65Mn刀具刃口一侧表面制备Ni基WC复合材料。使用SEM、EDS及XRD分析激光功率对熔覆层材料的微观组织、化学成分和物相组成的影响;采用显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层材料的硬度和耐磨性能进行检测。结果表明:激光熔覆形成的复合材料层与基体之间形成冶金结合,组织均匀致密;熔覆过程中部分WC颗粒熔解并与Ni基合金粉作用,形成了大量WC、W2C、Ni31Si12、Fe3Ni3B、Cr7C3、Cr23C6及Cr B等硬质相,使得熔覆层硬度提高。随着激光功率的提高,熔覆层与基体之间元素扩散增加,但是熔覆层硬度有所降低。熔覆层平均硬度在1000(HV 0.2)左右,耐磨性能提高,满足农用割刀形成自磨刃的性能要求。

Ni基WC合金的激光熔敷工艺

采用激光熔敷的方法对45钢进行激光熔敷,研究激光扫描速度、熔敷粉末成分等对熔敷层成形质量的影响。结果表明,镍基WC合金涂层质量受激光扫描速度的影响较大,当激光扫描速度增大时,熔敷层稀释率降低且硬度增大,同时裂纹倾向性增大。此外在熔敷粉末中加入适量的稀土元素可以有效降低裂纹敏感性。

稀土对真空熔覆Ni基/WC涂层组织结构的影响

以往对稀土Ce+La影响真空熔覆Ni基/WC涂层的探讨较少。采用真空熔覆的方法在45钢上获得添加有稀土的Ni基/WC复合涂层,借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层的显微组织、化学成分和相结构。结果表明:稀土的加入改善了真空熔覆Ni基/WC复合涂层的组织,消除了针状相,使组织更加均匀致密;稀土还降低了Ni基/WC涂层各组成相中Fe元素的含量,减缓了Fe原子对Ni基合金涂层的“稀释”作用;稀土还使真空熔覆Ni基/WC涂层的(Ni,Fe)固溶体基体部分转变成了(Ni,Cr,Fe)固溶体基体,并析出了新的第二相NiB。