激光合金化熔覆制备耐磨陶瓷梯度涂层

利用预涂敷与激光重熔方法制备陶瓷梯度涂层，并对涂层的冶金结构，组成，硬度，以及耐磨性进行分析，结果表明，该涂层内陶瓷硬质相体积百分比沿基体到表面方向呈梯度变化，过渡层为具体良好韧性的固溶体，涂层结构均匀，和基体结合良好，无气孔和裂纹，厚度为０．４－０．８ｍｍ，表层硬度达ＨＶ０．２１１００与普通与激光涂层比较，涂层内部的硬度随着成分组成的变化而平缓变化，既提高了涂层与基体的结合强度又提高了表面的耐磨     

TC4表面超音速等离子喷涂热障涂层的研究

利用超音速等离子喷涂技术在TC4合金基体表面喷涂由CoNiCrAlY过渡层和ZrO2陶瓷面层组成的梯度热障涂层,并进行800℃静态高温氧化试验.采用SEM,XRD分析了涂层的组织、形貌及结构,并研究了涂层表面硬度的变化.结果表明:TC4合金经等离子喷涂处理后表面形成陶瓷热障涂层且与基体结合紧密,表面高温抗氧化能力提高.     

钢基Fe／Al2O3梯度复合材料组织性能研究

采用喷涂法＋溶胶．凝胶法相结合的复合工艺制备了表面光洁、无宏观裂纹的钢基Fe／Al2O3梯度复合材料，并利用扫描电子显微镜、X-ray等对其性能进行测试。结果表明：梯度涂层主要由α-Al2O3，AlFeO3，AlFe3和Al86Fe14等物相组成，其界面Al元素和Fe元素呈准连续变化；梯度涂层与钢基体界面结合强度平均达到17．62MPa：比较钢基Fe／Al2O3梯度复合材料表面和钢基体的硬度、耐磨性及耐腐蚀性，发现前者均比后者优越，其中前者的硬度大约是后者的4．5倍，摩擦磨损量前者约为后者的二分之一。     

热喷涂NiCr/纳米(Zr02 +8% Y2 03)梯度涂层的性能研究

针对陶瓷涂层与基体结合强度低、易产生裂纹和剥落的现象,进行了抗高温氧化耐磨损梯度涂层的设计。采用热喷涂技术在45钢基体表面制备由面层[纳米（Zr02 +8% Y203）]和中间层(NiCr)组成的梯度涂层,利用扫描电镜(SEM)、测定结合强度、测定显微硬度、X射线衍射等方法研究涂层的性能。结果表明：NiCr/纳米(Zr02+ 8% Y203)梯度涂层显微组织结构致密,与NiCr合金涂层和纳米(Zr02,+8% Y2 03)陶瓷涂层相比,具有更优良的力学性能;梯度涂层的面层有利于提高基体的耐高温、耐磨损性能,而中间层则有利于改善基体的抗高温氧化性能。     

热喷涂NiCr／纳米（ZrO2＋8％Y2O3）梯度涂层的性能研究

针对陶瓷涂层与基体结合强度低、易产生裂纹和剥落的现象,进行了抗高温氧化耐磨损梯度涂层的设计.采用热喷涂技术在45钢基体表面制备由面层[纳米(ZrO2 8%Y2O3)]和中间层(NiCr)组成的梯度涂层,利用扫描电镜(SEM)、测定结合强度、测定显微硬度、X射线衍射等方法研究涂层的性能.结果表明:NiCr/纳米(ZrO2 8%Y2O3)梯度涂层显微组织结构致密,与NiCr合金涂层和纳米(ZrO2 8%Y2O3)陶瓷涂层相比,具有更优良的力学性能;梯度涂层的面层有利于提高基体的耐高温、耐磨损性能,而中间层则有利于改善基体的抗高温氧化性能.     

钴基合金/TiN陶瓷复合硬面涂层的制备及性能

在316L不锈钢基体表面分别采用等离子喷焊和离子镀膜技术制备了钴基合金/TiN陶瓷复合涂层,对复合涂层的成分、结构、表面硬度及高温抗水蒸汽氧化性能进行了表征和分析。结果表明:该复合涂层利用氮化钛陶瓷层的超高硬度解决了钴基合金耐磨性不足的弱点,而钴基合金涂层对陶瓷层形成了良好的支撑,涂层的硬度呈梯度分布;同时TiN陶瓷涂层显示出优异的高温抗水蒸汽侵蚀能力,对提高球阀的使用寿命具有很高的实用意义。     

激光重熔热喷涂涂层研究进展

热喷涂涂层存在孔隙度高、组织不均匀、涂层与基体的结合强度差等问题;激光重熔热喷涂涂层可以减少涂层孔隙率,改善涂层微观组织,封闭涂层贯通孔隙,改善涂层与基体的结合强度,提高涂层硬度耐磨性和耐蚀性.但激光重熔会使涂层产生裂纹、成片剥落和出现孔洞;在热喷涂粉末中加入稀土元素和低熔点材料,合理控制激光工艺参数,制备梯度涂层等方法可以改善激光重熔热喷涂涂层的微观组织,提高涂层的使用性能.     

42CrMo钢表面激光熔覆颗粒增强Co基涂层的组织与性能

为改进矿用截齿的耐磨性能,使用激光熔覆技术在截齿用42CrMo钢基体表面制备Co基复合涂层,并分析涂层的微观组织、硬度和耐磨性。结果表明,熔覆层形貌良好且与基体呈冶金结合。在激光作用下,WC颗粒发生溶解并与多种元素发生反应,熔覆层主要由γ-(Co, Fe)和碳化物组成。熔覆层组织呈梯度变化,过渡区组织为平面晶、枝状晶和柱状晶,熔覆区组织则为等轴枝晶和均匀分布的富W、Ti的碳化物颗粒。熔覆层平均显微硬度为995 HV,远高于基体(328 HV),同时热影响区的硬度也大幅提高。在相同的磨损条件下,熔覆层摩擦因数较低,体积磨损量仅为基体的13.5%。在摩擦过程中,弥散分布的细小碳化物颗粒逐渐凸起并起到承担载荷和抵抗磨损的作用,使熔覆层具有良好的耐磨性,磨损机制为轻微磨粒磨损。激光熔覆技术制备的颗粒增强Co基涂层,组织致密,性能良好,能显著地提高42CrMo钢的表面硬度和耐磨性。     

NiTi形状记忆合金激光气体氮化层组织及磨损性能

采用高功率连续波固体Nd：YAG激光辐照，在置于N2反应室中的NiTi形状记忆合金表面制备激光气体氮化层。实验表明：选择适当的激光辐照工艺参数，可获得致密的TIN增强金属基复合材料(MMC)梯度涂层，改性层的表面被厚度为1μm～2μm的TIN陶瓷层封闭，涂层内部TIN增强相呈梯度分布。扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)分析结果表明，MMC改性层与基体NiTi合金间存在良好的冶金结合，界面处成分均匀过渡，表面Ni含量极低。显微硬度测试及磨损试验结果表明，激光气体氮化显著提高了NiTi合金的表面硬度和耐磨性。说明激光表面改性有效地改善了NiTi形状记忆合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能，并将有效地抑制有害元素Ni^2 的释放。     

激光重熔纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层组织及性能

为了进一步提高等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数, 下同)复合陶瓷涂层的性能,在γ-TiAl基体材料表面采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响.用扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析了涂层形貌、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.结果表明,等离子喷涂纳米陶瓷涂层由纳米颗粒完全熔化区和部分熔化区两部分组成,仍然具有等离子喷涂态的典型层状结构.经过激光重熔后,形成了致密细小的等轴晶重熔区、烧结区和残余等离子喷涂区,由于激光快速加热和快速冷却加工特点,在重熔区仍保留了部分来源于原等离子喷涂部分熔化区的残留纳米粒子.与常规等离子喷涂陶瓷涂层相比,纳米结构涂层可在一定程度上提高其硬度和耐磨性,经过激光重熔后其硬度和耐磨性进一步提高.     

45# 钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末

目的提高45#钢的表面性能。方法利用IPG光纤激光加工系统,采用不同的工艺参数在45#钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末,对熔覆层的宏观表面(平整度、表面硬度、裂纹情况)及金相组织、显微硬度分布进行对比分析。结果在激光功率为1200 W、扫描速度为2 mm/s、送粉电压为7 V时,获得的熔覆层宏观表面相对平整光滑,平均洛氏硬度约是基体的2.5倍。由微观组织分析得知,熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,熔覆层中上部组织晶粒细小,沿熔覆层与基体交界处向外,晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固。熔覆层显微硬度分布比较均匀,并且与基体相比提高了约1.5倍。结论 45#钢表面机械性能得到提升,在其表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末具有可行性和研究价值。     

Ni基合金与WC混合粉末的激光熔覆层组织

为了提高矿山机械零部件的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备了Ni基合金与WC混合粉末的复合涂层,研究了熔覆层的物相组成、WC颗粒在Ni基合金涂层中的分布,以及加入50%WC颗粒后Ni基合金涂层的裂纹敏感性、显微组织、成分及硬度。结果表明,合理的工艺参数使WC颗粒分布均匀,与基体结合牢固,并保持原始的形状;熔覆层内没有裂纹产生;熔覆层与基体之间形成了冶金结合;熔合线附近由亚共晶组织(初晶的富Ni奥氏体γ-Ni与共晶组织)构成;熔覆层中上部由过共晶组织(初晶的碳化钨与共晶组织)构成,初晶碳化钨的形态有珊瑚状、等轴晶状、柱状及交互结晶状等;激光熔覆层硬度是45#钢基体的5倍以上。     

铸铁表面负压铸渗法Ni/WC复合渗层组织和性能

以制备表面质量良好,硬度较高的铸铁材料为目的,采用负压铸渗法在铸铁表面制备了不同WC含量的Ni基复合渗层,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)等测试手段,分析了渗层的显微结构、相组成、化学成分分布、宏观、显微硬度等.结果表明:渗层中WC颗粒分布均匀,渗层组织致密,界面结合良好;渗层主要由Ni基固溶体、W2C颗粒、NiB和FeB等相组成;显著地提高铸铁表面的硬度.最终在铸铁表面获得了硬度、质量较高的复合渗层,达到制备目的,满足使用要求.     

42CrMo钢表面Fe-WC激光熔覆层的组织与性能

用同轴送粉的方式在42CrMo表面激光熔覆Fe-WC合金粉末,通过扫描电镜、光学显微镜、能谱仪观察分析熔覆层的显微组织特征、WC陶瓷颗粒对熔覆层组织性能的影响、WC陶瓷颗粒分布特征及WC周围块状共晶物的组成成分;用显微硬度计、摩擦磨损试验仪、高精度电子天平测量基体与熔覆层的性能及质量损失,分析了引起性能曲线变化的原因。结果表明,熔覆层底部到顶部的组织变化为平面晶、晶界明显的胞状晶、交错生长的柱状树枝晶、排列紧密的胞状晶、方向均一的柱状树枝晶;WC陶瓷颗粒具有细化枝晶、阻断枝晶生长,增强熔覆层性能的能力;WC陶瓷颗粒在熔覆层中聚集分布,形成较宽的陶瓷带;WC陶瓷颗粒周围的块状共晶物是由WC部分分解得到的,其组成元素包括C、W、Fe、P、Cr。熔覆层平均硬度达到850 HV0.3,是基体平均硬度的3.4倍。摩擦因数为0.275左右,比基体小0.525。基体的质量损失是熔覆层的11倍多。说明Fe-WC合金熔覆层能够有效提升基体的硬度及其抗磨损能力。     

金刚石膜剥落后硬质合金基体的表面形态

采用ＳＥＭ,ＦＴ－Ｒａｍａｎ,ＸＲＤ和ＥＤＸＡ对ＣＶＤ金刚石膜自发剥落后的ＹＧ８硬质合金基体表面的形貌、相结构和微区化学成分进行了表征,结果表明,该表面上存在石墨碳相,呈针片状;沉积金刚石膜后基体表面的ＷＣ颗粒显著细化,表层Ｃｏ含量仍很低。     

Microstructure and properties of CVD coated on gradient cemented carbide with different WC grain size

In this paper, cemented carbides with gradient surface enriched in Co phase and depleted of cubic phases were prepared by one-step vacuum sintering. The gradient cemented carbides of different WC grain size were used as the substrates of CVD coatings. The effects of WC particle size on the formation of gradient layer, microstructure and properties of the gradient cemented carbides were investigated. Besides, the influence of WC grain size and gradient layer on microstructure, growth and adhesion strength of the coatings were studied. The results showed that the thickness of surface gradient layer decreased with increasing WC particle size, which was attributed to the decreased diffusion paths and the increased diffusion distance. The interface between the surface gradient layer and the bulk was disordered due to abnormal grain growth of WC in ultrafine cemented carbide. The microhardness across the direction of the fcc-free (Face Center Cubic Free) surface layer to the bulk were similar in the three gradient cemented carbides, and could be expressed as: from the surface to the inner, the microhardness decreased firstly, then increased sharply around the interface, and subsequently dropped to the bulk level. The coating on the fcc-free surface layer was thicker than that on bulk, and the coating on the substrate with fine-sized WC grains is the thickest. The increase of the WC grain size in the substrate could improve the bonding strength of the coating. Furthermore, the presence of Co-rich layer could improve the bonding strength. However, bonding strength was poor for the grain size of ultrafine.     

离心机转速对再生复合材料辊环组织和性能的影响

利用废旧辊环,通过重熔和离心铸造法制备了再生复合材料辊环,重点研究了离心机转速为800r/min和1000r/min时制备的再生复合材料辊环的组织和性能。样品的微观组织检测表明:再生复合材料辊环由WC颗粒大量分布的外层和Fe-C合金内层组成,离心机转速高的外层内WC增强颗粒体积分数较大。力学性能测试表明:800r/min转速下制备的再生复合材料辊环,其外层和内层的硬度分别达到HRC49、HRC42,冲击韧性分别为3.1J/cm2、5.1J/cm2。离心机转速提高到1000r/min时,外层和内层的硬度分别增加达到HRC58、HRC49,冲击韧性分别降低为2.3J/cm2、4.1J/cm2。     

3Cr13厨刀碟片激光同轴送粉熔覆层的显微硬度与组织

针对家用3Cr13不锈钢厨刀硬度低、耐磨性差、使用寿命短等问题，采用激光熔覆技术对其进行处理，改善厨刀的性能.研究了激光熔覆层的显微硬度及显微组织.结果表明，采用经优化的激光熔覆处理工艺，可以获得无气孔、裂纹和夹杂等缺陷的熔覆层，熔覆层与基体结合良好；熔覆层的显微硬度在7~12 GPa之间波动，平均显微硬度约为9 GPa，是基体的2.3倍，大大提高了刀刃的硬度；熔覆层中含有大量未熔的硬质颗粒WC，并镶嵌到相对较软的304L基体中，这种结构对WC颗粒起到韧化缓冲作用，保证刀具使用过程中WC颗粒不易脱落，从而可提高刀具的使用性能.     

VC-WC-Fe基表面复合材料的显微组织研究

应用SEM和XRD研究了原位生成VC陶瓷颗粒及外加WC陶瓷颗粒增强Fe基表面复合材料的显微组织。结果表明，VC和WC能根据各自的含量相互固溶，这对增强相与基体的结合强度会产生有益的影响，将能明显提高表面层的抗冲击性和耐磨性。