电热定向爆炸制备高速钢涂层的试验研究

采用电热爆炸定向喷涂工艺在45钢基体上制备W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢涂层。借助扫描电镜、显微硬度计分别对涂层显微组织、孔隙率、涂层基体界面结合以及涂层的硬度进行了测试。结果表明，电热爆炸定向喷涂制备的涂层组织晶粒明显细化，涂层孔隙率低；涂层与基体界面为冶金结合，且结合良好，存在一个熔合区；涂层硬度均明显高于W6MoSCr4V2喷涂材料原始硬度，最高达到954HV。     

电热爆炸定向喷涂法制备钼涂层

运用电热爆炸定向喷涂新方法在45#钢基体上制备了钼涂层。借助扫描电镜以及能谱仪对涂层的组织结构、形貌以及涂层成分进行了分析。借助显微硬度测试仪对涂层硬度进行了测试。利用图像分析软件对涂层的晶粒尺寸进行了测量。实验表明：涂层组织晶粒细小，涂层硬度提高，HV值最大到达14110MPa，为原始硬度的3倍，且涂层致密，孔隙率低。能谱分析表明，喷涂过程没有发生氧化现象。     

超音速火焰喷涂制备钼基非晶纳米晶涂层的研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术，在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上成功的制备出了一种Mo基非晶纳米晶复合涂层。这种涂层组织均匀致密，孔隙率小，约为3．4％，呈典型的层状分布；涂层是由非晶和纳米晶组成，在非晶基体中均匀分布了纳米晶粒。根据衍射峰的半高宽，计算出Mo基涂层中的晶粒平均尺寸为25～70nm，与通过透射电镜的观察得到晶粒大小数20～70nm相符；涂层具有较高的硬度，平均显微硬度为859．0HV50；所获得的非晶纳米晶涂层具有较高的热稳定性，在1020．1℃以下使用，不会发生晶型转变。     

电爆炸喷涂Ti6Al4V涂层研究

用电爆炸喷涂工艺在45钢基体上制备了钛合金Ti6Al4V涂层.用光学显微镜和扫描电镜对涂层显微组织进行观察分析,对不同喷涂距离下涂层厚度和孔隙率进行了比较.结果表明:涂层致密,没有出现传统热喷涂涂层具有的层状结构;涂层与基体界面结合良好,在界面附近发生了扩散现象;涂层孔隙率低于0.55%;低喷涂距离喷涂所制备的涂层厚度大于高喷涂距离喷涂所得涂层厚度.     

粉末粒度对WC-Co涂层结构和性能的影响

采用低功率内送粉等离子喷涂设备,选择两种粒度不同的WC-Co粉末,在不同功率下,在不锈钢基体上制备WC-Co涂层。利用XRD、SEM等分析手段对原始粉末和涂层的显微结构和物相组成进行观察和分析,利用显微硬度仪测量涂层显微硬度。结果表明:与细粉相比,粗粉喷涂涂层的组织致密、均匀,孔隙率小。粗粉喷涂涂层显微硬度可达1500 HV以上,涂层主晶相是WC,也存在少量W2C相,随着等离子能量增加,W2C增多;细粉喷涂涂层,WC发生大量的脱碳分解,涂层主晶相是W2C,显微硬度低。因此粗粉在适当功率下更适合低能等离子喷涂。     

等离子喷涂钼基非晶-纳米晶复合涂层的组织与性能

一种多元素钼基非晶-纳米晶合金粉末(含C、Si、B、Cr、Fe、Ni、Mo等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层,用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪分析测量涂层的组织和性能,并用谢乐公式计算晶粒尺寸。结果表明：所制备的涂层均匀致密,涂层含有非晶和纳米晶,颗粒尺寸为10～50nm;这种非晶纳米晶复合涂层的硬度和弹性模量分别高达1055HV和214．40GPa。     

超音速火焰喷涂Co-Cr-WC涂层的组织与性能

采用超音速火焰喷涂工艺在Q235B基体上制备Co-Cr-WC涂层;利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析涂层的组织结构和相组成,并测试在不同参数下涂层显微硬度、孔隙率和密度.试验结果表明,涂层组织致密,界面结合良好;涂层表面有少量孔隙存在,孔隙率小于1％;显微硬度在HV1 200以上;涂层密度在12.9 g/...     

电弧喷涂铁基非晶涂层的结构与性能

用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备一种含非晶和纳米晶的Fe基涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪分析测量涂层的组织和性能.并用谢乐公式计算晶粒尺寸.结果表明,涂层呈典型的层状组织结构,由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成.涂层结构致密,孔隙率低,氧化物含量较少,涂层含有非晶和纳米晶,晶粒尺寸为10~40 nm,利用X射线衍射强度比较法测量涂层中非晶相的含量为55.3%.涂层具有很高的硬度,其显微硬度最高达到1 260 HV0.1.     

电热爆炸喷涂法原位合成MoSi2涂层的试验研究

利用电热爆炸喷涂设备,在低碳钢基体上制备了MoSi:涂层.对涂层进行了显微组织、相结构、元素分布及显微硬度分析.结果表明,涂层中存在树枝晶、柱状晶和等轴晶,晶粒细小致密均匀.涂层主要由MoSi2相组成,并含有微量的Mo5si3相.涂层与基体间存在着原子扩散现象,为冶金结合.涂层显微硬度为1000～1400 HV0.1.     

电热线爆定向喷涂制备stellite/WC复合涂层的特性

利用电热线爆定向喷涂方法在45钢基体上制备了stellite/WC复合涂层,运用扫描电镜及能谱分析对复合涂层的形貌、微观结构以及涂层的基体结合机理进行了分析,利用纳米硬度计测量了复合涂层的硬度和弹性模量.结果表明:涂层致密,无层状结构出现;喷涂过程中涂层颗粒在基体上的快速凝固使得涂层晶粒细小均匀,晶粒为200～500 nm;涂层与基体界面发生了元素扩散现象,为扩散-冶金结合;涂层硬度的最大值为18.6 GPa,模量的最大值为310 GPa,硬度和模量沿横截面都呈现先增加而后减小的变化趋势.     

喷涂工艺对超音速火焰喷涂Al-Cu-Fe-Si准晶合金涂层性能的影响

目的使用活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)方法制备高质量的Al-Cu-Fe-Si准晶涂层,研究喷涂工艺对涂层性能的影响。方法采用气雾化Al-Cu-Fe-Si准晶合金粉末,利用AK02T型AC-HVAF喷涂系统制备Al-Cu-Fe-Si准晶涂层材料。通过X射线衍射及扫描电镜观察分析准晶合金粉末和涂层的组织与结构,通过电化学工作站、显微硬度计和接触角测试仪等手段分析准晶合金涂层的耐蚀性、显微硬度及抗粘性能。结果对气雾化准晶Al-Cu-Fe-Si合金粉末的研究发现,冷却速率显著影响准晶合金粉末的组织,在冷却速率较快的粉末中形成胞状晶组织,准晶I相含量较高。对准晶合金涂层进行热处理,高温退火显著提高了涂层的硬度,950℃退火12 h后,硬度值达到(724±153)HV0.1。分别对准晶合金涂层和基体45~#钢的接触角进行测量,准晶合金涂层的接触角最大为95°,而45~#钢的仅为79°。通过电化学工作站测试比较涂层的耐蚀性,发现在3.5%(质量分数)的Na Cl溶液中,喷涂在45~#钢和5052铝合金基体上的涂层腐蚀电流密度J_(corr)分别为6.8×10~(-6),2.0×10~(-7)A/cm~2。结论不同粒径的气雾化准晶合金粉末的相组成不同,选择合适的粒径是保证铝基准晶合金涂层质量的前提。对涂层进行合适的热处理可以有效地提高涂层的显微硬度,铝基准晶合金涂层的接触角较45~#钢的高,提高了基体的抗粘性。不同基体上制备的准晶合金涂层的耐蚀性有很大差异,5052铝合金基体上的准晶涂层耐蚀性优于喷涂在45~#钢基体上的涂层。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al/Zr+B4C/Y2O3复合涂层组织与性能研究

目的提高AZ91D镁合金表面硬度,改善其耐腐蚀性。方法在AZ91D镁合金上涂覆Zr/B_4C/Y_2O_3混合粉末,之后使用Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的形貌和物相组成进行分析。利用显微硬度计以及电化学工作站对涂层的硬度和耐腐蚀性进行测定。结果涂层主要包含Zr C、Al3Zr和Al12Mg17等金属间化合物以及Al3Y等稀土化合物。添加0.8%Y_2O_3的涂层中有部分微小气孔,而添加1.6%Y_2O_3的涂层中气孔消失。析出相主要以颗粒状和棒状的形式存在,并且为了减小表面积,使得表面能降低,部分析出相聚集在一起长大。涂层硬度整体呈梯度分布,涂层外层的硬度最高(添加0.8%Y_2O_3的涂层为306.10HV,添加1.6%Y_2O_3的涂层为310.15HV)。添加0.8%Y_2O_3和1.6%Y_2O_3的涂层的平均硬度分别为291.613HV和294.495HV,相较于基体提高了4倍。添加0.8%Y_2O_3和1.6%Y_2O_3的涂层的自腐蚀电位分别为-1.269 V和-1.215 V,自腐蚀电流密度分别为7.655×10-5 A/cm2和2.048×10-6 A/cm2,相对于基体耐腐蚀性有了显著的提高。结论涂层中各种陶瓷相、金属间化合物和稀土化合物的存在使复合涂层的硬度、耐腐蚀性能均有了明显的提高。     

固溶处理对激光熔覆Stellite6合金涂层性能的影响

目的通过激光熔覆的方法,在45~#钢板上沉积stellite6合金涂层,并研究涂层性能。方法通过Olympus光学显微镜对热处理前后涂层的显微组织和形貌特征进行分析;通过HV-1000B显微硬度计对涂层的力学性能进行研究。结果与未经热处理的涂层相比,经过热处理后,组织中树枝晶及胞状晶的数量明显减少,等轴晶粒增多。晶粒长大,合金元素均匀分布,横向及纵向硬度均有不同程度下降。经过固溶处理后的涂层横向与纵向显微硬度的平均值分别为HV350和HV490,未经热处理的涂层横向与纵向显微硬度的平均值分别为HV520和HV556。经热处理后,虽然涂层硬度有所降低,但组织更为均匀,塑性提高,综合性能提高。结论热处理工艺以制备涂层及后续处理的方式改变了单一依靠沉积参数提高涂层性能的方法,使激光熔覆Stellite6合金涂层的综合性能得到了提高。     

NiCrWRe喷熔层组织和耐磨特性

采用火焰喷熔方法在45钢表面制取了NiCrWRe喷熔层,并与NiCrW合金喷熔层进行耐磨对比试验.利用XRD分析了喷熔层的相结构,用SEM和EDS等技术分析了喷熔层的表面、截面及磨损面形貌,测定了与基体的结合力.结果表明,NiCrWRe喷熔层组织均匀细化.稀土元素促进了喷熔层和基体之间原子的扩散,NiCrWRe喷熔层与基体45号钢形成了牢固的冶金结合,提高了喷熔层结合强度.同时还含有较高比例的硬质相;稀土的加入使喷熔层的耐磨性显著提高,在给定的试验条件下,NiCrWRe涂层的耐磨性明显高于NiCrW.     

激光退火工艺对化学沉积Ni-Mo-P镀层组织及硬度的影响

目的研究两种激光退火工艺(线光斑无搭接扫描、圆光斑搭接扫描)对非晶态结构的Ni-4.6Mo-12.4P镀层晶化组织特征及硬度的影响。方法在Q235钢基体上化学沉积Ni-Mo-P镀层,然后用两种激光工艺对其进行热处理。通过XRD测试并结合Jade软件定量分析镀层晶化程度、结晶相质量分数及其晶粒尺寸,利用SEM/EDS确定镀层的成分及表面形貌,采用纳米压痕技术对镀层进行硬度测试,最后对两种激光工艺进行对比。结果 Ni-Mo-P镀层在线光斑扫描速度低于12 mm/s、圆光斑扫描速度低于10 mm/s时,发生Ni_3P晶化反应,同时伴有Ni-Mo固溶体形成。Ni_3P相的晶粒尺寸大于Ni/Ni-Mo相尺寸,但扫描速度为6 mm/s时,Ni/Ni-Mo相尺寸大于Ni_3P相尺寸。扫描速度相同时,线光斑扫描镀层比圆光斑扫描镀层获得更高的晶化程度和Ni_3P质量分数,而线光斑扫描的Ni_3P相尺寸小于圆光斑扫描的尺寸。扫描速度为6~10 mm/s时,除扫描速度10 mm/s外,线光斑扫描镀层的硬度较高。结论能量密度高的线光斑无搭接扫描比能量密度低的圆光斑搭接扫描更有利于Ni_3P相的析出,而圆光斑搭接扫描易于Ni_3P相尺寸的长大。镀层的硬度主要受Ni_3P相的尺寸及其质量分数的影响。     

激光熔覆MoSi2粉末涂层的组织结构和性能

用XRD、SEM、EDAX和显微硬度仪研究了 4 5钢基体激光熔覆MoSi2 粉末涂层的组织结构和硬度。结果表明 ,由于基体的稀释作用 ,涂层的相组成为FeMoSi、Fe2 Si和少量的Mo5Si3 。涂层组织呈现典型的细小枝晶组织特征 ,枝晶为FeMoSi领先相 ,枝晶间为FeMoSi和Fe2 Si两相共晶 ,组织中无孔隙和裂纹等缺陷。Mo、Si、Fe线扫描成分分析表明 ,这些元素都分布在涂层 基体界面处 ,且缓慢过渡 ,基体与涂层发生互扩散 ,为冶金结合。涂层硬度可达 84 5HV0 5 ,基体硬度为 180HV0 5 ,涂层硬度比基体高 3 7倍。从涂层到基体硬度逐渐降低 ,过渡区比较缓和。     

TC4钛合金表面化学镀Ni-P合金耐磨层研究

利用化学镀方法在TC4钛合金表面成功制备结合力良好的Ni-P合金耐磨层,研究了提高镀层结合力的方法,结合SEM、XRD、EDS等现代物理分析方法分析了不同温度热处理后镀层的组织结构,从而建立不同热处理温度、镀层结构与镀层硬度和耐磨性能的关系。结果表明:二次浸锌活化方法和热处理能显著提高镀层与基体的结合强度,经600℃热处理后镀层结合力达到35N。基材的硬度HV为3780MPa,磨损量为9.6mg,镀态镀层的硬度HV为5760MPa、磨损量为7.7mg。随着热处理温度升高Ni3P相增多,该相的弥散分布使镀层硬度增加,最高硬度HV达到9790MPa,但400℃后硬度降低,这是由于Ni3P相随着热处理温度的继续升高而发生偏聚,使弥散强化程度下降;镀层的磨损量随着热处理温度的升高而减小,说明耐磨性能随着热处理温度的升高而增强,600℃热处理后,虽然镀层晶粒长大、粗化及镀层硬度降低,但此时镀层晶格的完整性最佳,镀层塑性和韧性提高,所以耐磨性能最好。     

添加BaF_2/CaF_2对爆炸喷涂Cr_3C_2基金属陶瓷涂层性能的影响

采用爆炸喷涂制备添加BaF2/CaF2共晶的Cr3C2基金属陶瓷涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及显微硬度仪等检测方法观测了喷涂粉形貌、相组成及涂层微观组织、硬度等性能,探讨了BaF2/CaF2共晶的加入方式及其含量对爆炸喷涂Cr3C2基金属陶瓷涂层性能的影响,结果显示:10%的BaF2/CaF2共晶与Cr3C2-25%NiCr粉体经高能球磨1h,粉体粒度最小,尺寸均匀性最高。爆炸喷涂后涂层组织致密,孔隙率小于0.8%;共晶的加入,降低了涂层的显微硬度(Hv),且随加入量的增加,涂层硬度及孔隙率逐步降低;共晶与NiCr合金的预先球磨,有助于提高涂层均匀致密性和硬度,孔隙率为0.2%,显微硬度(Hv)为665.6。