高功率磁控溅射AZ31/Ti-Si-N涂层结构及表面硬度研究

利用高功率磁控溅射(HPPMS)技术在无偏压及室温条件下,采用(Ti,Si10at%)靶在AZ31镁合金基体上制备了Ti-Si-N涂层,在基体与涂层之间插入Ti-Si及TiN层分别作为过渡层及缓冲层,对不同氮气流量下制备的涂层显微结构及纳米硬度进行了研究。实验表明:在AZ31软基体上可制备超硬度Ti-Si-N涂层,随着氮气流量增加膜中N含量增高,涂层颗粒尺寸远小于DCMS电源模式,当氩气氮气流量比为11∶5时TiN(200)出现择优取向,纳米压痕最大硬度值达48 GPa,远高于DCMS涂层硬度(33 GPa)。

铜质结晶器表面涂覆层的研究进展

结晶器是连铸设备的核心部件。铜质结晶器表面损坏严重劣化钢坯的质量,加大了企业生产成本,延长了生产周期。分析了铜质结晶器表面材料的应用、失效的形式和主要原因;论述了电镀、激光涂覆和热喷涂表面改性技术在铜质结晶器上的应用现状及存在的问题;介绍了铜质结晶器表面涂覆层的性质及类型;提出了研发安全可靠、长寿命和高性能铜质结晶器的主要途径。

CoMoCrNi真空熔覆涂层的组织和性能研究

为了提高38CrMoAl钢基体的耐磨抗蚀性能,以CoMoCrNi合金粉末为研究对象,将其与特制的粘结剂混合后涂覆在38CrMoAl钢基体材料表面,通过真空熔覆制备了CoMoCrNi涂层,通过XRD、SEM及其附带的EDS仪、硬度测试、磨粒磨损试验、酸性盐雾试验和电化学腐蚀试验考察了涂层的组织及综合性能。结果表明:制备的CoMoCrNi涂层表面平整,具有金属光泽;涂层由Co基固溶体和Co3Mo2Si硬质Laves相构成,且组织细小均匀致密;CoMoCrNi涂层与基体间形成牢固的冶金结合。基体/涂层的显微维氏硬度呈梯度分布规律,涂层内存在弥散分布的硬质相,其显微硬度远高于基体。CoMoCrNi涂层的耐磨性和耐腐蚀性均高于基体材料。此外,与目前主流的激光熔覆、堆焊等表面加工技术制备的自熔性钴基合金涂层相比,真空熔覆法制备的CoMoCrNi涂层表现出更加优异的耐磨抗蚀性。涂层的综合承载能力更强,可望应用于复杂工况中。

激光熔覆金属基TiB_(2)复合涂层的研究进展

激光熔覆金属基TiB_(2)复合涂层因其熔点高、耐磨损、硬度高、抗氧化等诸多特点,从而被广泛应用于机械零件生产和表面修复领域中。随着资源有效利用和机械产品再制造为一体的可持续发展战略不断推进,此类涂层的应用前景更加广阔。介绍了TiB_(2)陶瓷涂层的优势和应用现状,综述了在不同基体上激光熔覆TiB_(2)复合涂层对基体表面性能的改善,以及激光比能、扫描速度和元素添加对TiB_(2)涂层组织和性能的影响,并对激光熔覆技术制备TiB_(2)复合涂层的未来发展进行了展望。

碳化硅铜基电子封装材料的研究进展

电子封装材料是满足现代电子信息技术对电子产品小型化、便携化、低成本而诞生的产物。然而,由于碳化硅铜基复合材料(加入微米级、纳米级SiC和SiC晶须的铜基复合材料)的难烧结性和制备成本较昂贵等问题,使得降低碳化硅铜基复合材料的烧结温度和寻找新的廉价的生产工艺仍是材料工作者的研究重点。分析了碳化硅铜基电子封装材料的优点;介绍了制备碳化硅铜基复合材料常用的几种方法;论述了烧结温度对材料力学性能的影响;提出了研发安全可靠、长寿命和高性能电子封装材料的主要方法。

基于机器人的焊接快速成形技术

近年来,机器人焊接技术和快速成形技术得到了快速的发展,基于机器人焊接的快速成形技术因能够快速获得组织致密和高质量的金属零件,有很多其他快速成形方法不能代替的显著优势,从而使得该技术成为目前快速成形领域的研究热点。文中系统地综述了各类基于机器人的焊接快速成形方法及其工艺原理与特点,分析了各种焊接快速成形方法的主要优点和不足之处,指出焊接快速成形技术具有广阔的市场需求和应用前景且将向着高端领域方向发展。

CO_2气体保护药芯焊丝喷粉-堆焊层组织及其耐磨性

采用CO2气体保护焊方法,使用高铬铸铁药芯焊丝,喷射优化设计的Cr-Ti-Mn-B系粉体形成耐磨堆焊层。利用XRD及金相显微镜分析堆焊层组织结构,并测定堆焊层的硬度和磨损性能。结果表明:与单纯高铬铸铁芯堆焊层相比,喷射粉体后堆焊层的洛氏硬度HRC增加,当Mn铁、Cr铁、B铁、Ti铁质量分数比为4.3∶52.2∶3.9∶39.6时,堆焊层硬度和耐磨性最高。喷射粉体堆焊层以马氏体为主,并有(Cr,Fe)7C3,FeMn2等相产生,从而提高堆焊层硬度和耐磨性。

农机犁铧堆焊组织结构仿生设计与耐磨性

为了提高农机犁铧使用寿命,寻求与蜣螂体表的微结构形态相似的堆焊微观组织结构。设计Fe-Cr-C-(B4C)x系金属粉芯焊丝,通过B4C添加量的变化调控堆焊层微观组织结构向蜣螂体表的表面微结构变化。采用CO_2气体保护焊进行往复摆动堆焊,观察堆焊层显微组织结构,并进行了EBSD相分析,测定了堆焊层HRC和磨粒磨损性能。结果表明,堆焊层组织为马氏体、下贝氏体及网状(Cr,Fe)_3(B,C),并含有少量硬质点TiC。得到的微观组织结构达到了蜣螂体表的微结构形态仿生效果,并且使堆焊层耐磨性均高于65Mn钢3~4倍。

CO_2焊/喷射高碳铬铁合金粉复合堆焊层耐磨性

采用CO2焊/喷射送粉复合堆焊新方法,通过喷射高碳铬铁粉体,研究送粉量及送粉气流量对堆焊层硬度及耐磨性的影响,并通过XRD,TEM等分析方法研究了堆焊层组织结构与耐磨性的影响规律.结果表明,当送粉速度800 g/h,送粉气体流量5L/min时,堆焊层硬度为55 HRC,耐磨性与单纯H08Mn2Si焊丝堆焊相比提高了4倍;喷入高碳铬铁后,加速了熔池的冷却速度,增加了不平衡组织的产生,促使堆焊层产生大量的位错緾结、板条马氏体的断裂和扭曲变形、孪晶马氏体不规则排列;喷入的高碳铬铁可作为生核质点,使焊缝晶粒尺寸细小,产生碳化铬等硬质相,提高了堆焊层的耐磨性.

喷粉方式对CO_2气体保护焊堆焊层组织及其耐磨性的影响

采用CO2气体保护焊,利用枪内与枪外送粉方式喷射优化设计的Cr-Ti-Mn-B系粉体进行堆焊.对焊层进行洛氏硬度及显微硬度测试,利用磨损试验机研究堆焊层的耐磨损性能,通过金相显微镜分析和XRD分析堆焊层组织结构及相组成.结果表明:枪内送粉与枪外送粉方式对比,枪内送粉获得的堆焊层焊缝成形美观,合金利用率高,使熔入焊缝中合金粉末更加均匀,获得的堆焊层的金相组织更加均匀.堆焊层硬度为HRC 65,焊缝表层和中部显微硬度分别达到730和811.磨损失重率小于0.2%,其耐磨性有明显的提高.

电泳沉积壳聚糖/绿原酸复合涂层的耐蚀性能

目的纯镁超声微弧氧化(UMAO)表面电泳沉积中药提取物绿原酸,提高纯镁的耐蚀性及生物活性。方法采用电泳沉积(EPD)技术在UMAO表面上制备壳聚糖/绿原酸(CS/CA)涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和接触角测量仪,研究不同样品的表面形态、组织结构,并研究涂层腐蚀行为,评价不同样品的耐蚀性。结果 UMAO/CS/CA涂层由Mg、MgO和Mg_(2)SiO_(4)相组成,含有O、C、Mg、Si和N元素,绿原酸涂层中有O—H、芳香烃键、C=O键和苯环的伸缩振动峰。中药提取物和壳聚糖之间的结合主要通过化学结合和物理吸附。UMAO/CS/CA涂层的接触角为104.1°,为疏水性表面。模拟体液环境下电化学腐蚀实验表明,Mg的腐蚀电流密度为1.7569×10^(-5) A/cm^(2),UMAO/CS/CA涂层的腐蚀电流密度为3.767×10^(-6) A/cm^(2),涂层的自腐蚀电流密度比Mg至少低1个数量级。UMAO/CS/CA涂层能更好地诱导钙磷物质沉积。结论 UMAO/CS/CA涂层既能减小腐蚀溶液与涂层表面的接触面积,又能起到隔绝溶液中离子的作用,使得涂层表面不容易被模拟体液润湿,涂层能为镁基体提供更有效的保护并具有优异的生物活性。

7075-T651/7075复层铝合金的显微组织和力学性能

采用冲击射流固液复合铸造法在7075-T651铝合金表面浇注7075铝合金液,制备得到7075-T651/7075复层铝合金,研究了该复层铝合金的显微组织、物相组成、硬度分布、抗拉强度和耐磨性能。结果表明:复层铝合金由7075铝合金包覆层、熔合线和7075-T651铝合金基体组成,基体又可细分为热影响Ⅰ区、热影响Ⅱ区和热影响Ⅲ区;包覆层为枝晶组织,熔合线处为细等轴晶,热影响区中均为柱状晶;复层铝合金中存在α(Al)、η(MgZn_2)、η′(MgZn)和T(Al_6CuMg_4)等相;热影响Ⅰ区的硬度最高,为强化区,热影响Ⅱ区为软化区,热影响Ⅲ区的硬度略低于原始基体的;硬度越高的区域,其耐磨性能与抗拉强度也越高;熔合线处的硬度和磨损率均在包覆层的和基体的之间,说明复层铝合金实现了良好的冶金结合。

激光重熔对超音速火焰喷涂Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层组织和性能的影响

为了延长结晶器的服役寿命并提高表面质量,采用不同工艺参数的激光重熔方法对超音速火焰喷涂Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层进行处理。通过OM、SEM、XRD和显微硬度计等对重熔后的Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层与基体结合情况、显微组织、物相结构和硬度进行表征测试。结果表明,在光斑大小为4 mm、扫描速度为300 mm/s、搭接率为60%、功率300 W参数下重熔后的涂层与基体结合较好、组织更加致密,硬度最高为1200 HV0.3。激光重熔后涂层表面的硬度随功率的增大,硬度先增大后减小。这归因于激光对涂层再次熔化,快速冷却凝固,涂层质量和性能得到改善。