激光熔覆微纳米WC—Co涂层组织硬度与相分析

采用激光技术，以自熔合金粉末Ni60B为粘结剂，微米和纳米12％Co—WC颗粒为增强相，在45钢表面制备出WC增强Ni基舍金涂层。利用扫描电镜以及X射线衍射仪对涂层的相成份、显微组织进行分析观察。采用显微硬度计测量出涂层的表面硬度，得出了涂层表面硬度随成分不同的变化规律。结果表明：纳米碳化钨粉末具有细化组织的作用，并且随着纳米碳化钨粉末含量的增加，涂层硬度也随之增加。     

激光能量密度对激光熔覆组织性能的影响

通过对Q345表面的激光熔覆层进行硬度测量及微观组织分析,揭示了不同激光能量密度下熔覆层和热影响区内显微硬度的分布规律.对比不同激光能量密度下试样的微观组织和显微硬度,发现微观组织越小越致密,硬度越高.研究结果为矿山机械关键件的激光熔覆制造提供了理论依据.     

混粉工艺对激光熔覆WC／Ni60B涂层组织硬度的影响

激光熔覆技术通过高功率激光熔化涂层材料及基体表层，可在普通金属材料表面获得与基体皇冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料的耐磨、耐蚀、耐热及抗氧化等性能，成为激光表面改性研究和发展的热点。为提高熔覆层的性能，通常考虑利用激光熔覆制备金属基复合陶瓷涂层。大多数学者重点研究了金属基体材料的选择对涂层熔覆性能的影响；激光工艺参数对涂层组织性能的影响；以及陶瓷颗粒的种类、形状、大小对涂层性能的影响。而由于金属基体合金粉末的密度与陶瓷颗粒的密度相差很大，无论是用激光送粉法还是用预制涂崖都很难制备出组织均匀的涂层。     

16Mn钢感应熔敷WC涂层的耐磨性研究

在刮板输送机中部槽用16Mn钢板表面感应熔敷镍基WC涂层,对其微观结构进行分析,检测其硬度和耐磨性。结果表明,熔敷层组织为熔融镍及半熔WC颗粒组成,且其与基体形成良好的冶金结合层。其耐磨性较16Mn钢板提高近2倍     

常压等离子熔覆FeCrSiB＋TiC涂层的研究

针对煤炭生产的特点,研究了开发了一种金属表面熔覆陶瓷新工艺,本工艺用等离子扫描涂 料的金属表面,形成了含陶瓷材料的熔覆层,用电子探针、透射电镜、显微硬度计等分析了测试了涂层中的成分,组织、性能,研究结果表明,熔覆层由细小枝晶和TiC陶瓷相等组成,中部陶瓷相含量高,相应显微硬度最高,可达0．05HV1450,这是由和TiC相上浮,磁 ,烧结及表面冷却速度快导致上浮受阻所的;陶瓷相有熔化、溃散痕迹,且周围存在白色反应层,当熔履层中TiC含量大于60％时,出现垂直于扫描方向的裂纹,由热应力和温度梯度引起。     

中部槽等离子熔覆Fe-Cr-B-Si合金层耐磨性的研究

采用数控等离子熔覆设备,在煤矿用刮板输送机中部槽中板易磨损部位熔覆Fe-Cr-B-Si合金层,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:熔覆层主要由γ-Fe、(Cr,Fe)2B和Fe2B等物相组成;熔覆层的磨损机制为微切削磨损,其相对耐磨性是基材的5.4倍。     

激光熔覆工艺参数对高速钢涂层性能的影响

通过激光熔覆技术,在316L不锈钢表面制备了高速钢涂层。研究了送粉速度和扫描间距(搭接率)对熔覆层性能的影响。结果表明,在送粉速度0.4 r/min、扫描间距0.9 mm时,熔覆层性能较佳。熔覆层表面平滑,无球化缺陷,与基体之间冶金结合良好; 熔覆层内部组织紧密,无气孔和浮渣等缺陷。熔覆层组织结构从下至上依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。熔覆层由α-Fe和碳化物组成,且碳化物分布均匀,无明显偏析。熔覆层平均硬度为基体的3.68倍。熔覆层动摩擦系数分布曲线波动小,明显低于基体动摩擦系数。     

等离子熔覆涂层截齿的实验研究

利用等离子熔覆工艺 ,在钢基表面熔覆了一层Ni6 0A合金 ,获得了与基体呈冶金结合的涂层 ,熔覆涂层组织由大量的树枝晶组成。这种树枝晶是由高强韧性的镍基固溶体及其上弥散分布的大量硬质相构成。熔覆涂层的高硬度及大量起到耐磨骨架作用的树枝晶 ,使熔覆涂层具有较高的耐磨性。     

Ni-65WC粉末的雾化造粒与激光熔覆层组织和冲蚀性能研究

为提高煤炭开采、洗选和煤化工的煤机装备耐冲蚀性能,利用雾化造粒和激光熔覆技术制备高WC含量Ni/WC复合熔覆层,通过组织观察、力学性能检测、腐蚀及磨损实验对比研究了雾化造粒和激光熔覆过程中Ni/WC复合熔覆层的组织、结构演变,并基于射流式冲蚀分析了材料的冲蚀行为。结果表明:喷雾干燥Ni/WC团聚复合粉末的球形度与粘结剂含量成正比,而粒径则与雾化器转速成反比。激光熔覆后,Ni/WC熔覆层由Ni、WC和W₂C相组成。其中,在熔覆过程中WC出现了熔解与析出变化,形成了层状共晶→棒状、针状→块状结构的富W和富Ni相。在冲蚀磨损工况下,WC有效改善了Ni/WC熔覆层冲刷磨损性能,磨损率为0.097 g/(m²·h),相比Q235A钢降低约23%。此时,细小的WC均匀镶嵌在磨损表面的粘结相中起到强化作用。同时,Ni/WC熔覆层的剥落处表现出明显的塑性特征,为典型的韧性破坏。     

手持式等离子熔覆刮板输送机中部槽的研究

采用手持式等离子熔覆设备,在煤矿用刮板输送机中部槽表面熔覆高硼Fe-Cr合金层,并对其进行磨损试验。结果表明:熔覆层主要由γ-(Fe,N i)、(Cr,Fe)2B、Fe2B和Fe23(C,B)6等物相组成;随着含硼量由2.5%逐步增加至5.5%,熔覆层的硬度和耐磨性呈先增大后降低趋势;含硼量为4.5%时,熔覆层的相对耐磨性是基材的5.4倍。井下试验表明,熔覆后中部槽使用寿命可延长2~3倍。     

激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉,利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层,考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明,镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主;高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚;随着TiC含量增加,熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显;三体磨损实验结果表明,复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低,表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

高速激光熔覆Inconel 625/Y2O3复合涂层高温耐磨性能研究

添加碳化物和难熔金属元素,可以显著提高激光熔覆技术制备Inconel 625合金涂层的耐磨性,但添加氧化物对合金涂层的高温耐磨性的影响研究较少,其作用原理尚未揭示。为此,采用高速激光熔覆技术,在20G钢板基体上成功制备了Inconel 625涂层和Inconel 625/Y₂O₃复合涂层,并对他们的微观组织及高温耐磨性进行了系统地研究。结果表明：在凝固过程中Y₂O₃作为形核剂,其可使晶粒细化及晶粒取向分布更加随机;Inconel 625涂层和Inconel 625/Y₂O₃复合涂层均表现出在激光熔覆层/基体界面搭接处的硬度最高,与Inconel 625涂层相比,Inconel 625/Y₂O₃复合涂层搭接处的硬度更高约为275 HV_0.5;与基体和Inconel 625涂层相比,Inconel 625/Y₂O₃复合涂层具有更低的高温摩擦磨损系数,其高温摩擦系数仅为0.2;通过对比高温磨损后微观组织形貌后发现,Inconel 625/Y₂O₃复合涂层的耐磨性能最好。     

AZ31B镁合金薄板的钨极氩弧焊组织与性能研究

探讨了2 mm厚的AZ31B镁合金钨极交流氩弧焊焊接的工艺特点, 利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等手段对焊接接头显微组织、焊缝相组成、接头力学性能、断口形貌特征等进行了分析。结果表明: 焊接电流为50 A时,外观成型良好, 焊缝质量高, 内部几乎无气孔和裂纹等缺陷, 焊接接头的抗拉强度达到210 MPa, 约为母材强度的87%, 断裂发生在焊缝区, 表现为韧-脆混合断裂。 焊缝区组织呈细小的等轴晶, 主要存在α-Mg和Mg₁₇Al₁₂两种相, 热影响区组织较粗大。硬度测试结果显示, 焊缝区域的硬度高于母材。     

激光熔覆涂层对高锰钢耐磨性能的影响

使用FeCrVSi和Ni+WC涂层粉末,在高锰钢材料表面成功制备了激光熔覆涂层,并对涂层组织形貌、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明,两种涂层均可提升高锰钢基体的耐磨性和显微硬度,FeCrVSi涂层对基材性能的提升更佳,添加FeCrVSi和Ni+WC涂层的材料表面磨损量分别降低9.5%和6.3%,硬度分别为470—550 HV和500—630 HV,高于基体的250 HV,这主要源于合金元素的固溶强化作用和激光熔覆过程的激冷效果。在高应力载荷冲击过程中,涂层为高锰钢提供了第一层防护,以高硬度质点抵抗磨料破坏;同时,表层基材发生塑性变形和强化,产生形变诱导马氏体和栾晶硬化,提供了很高的硬化效应,在协同强化的作用下为高锰钢提供了更高的强度和硬度,提升了其耐磨性能。     

激光熔覆Fe-Cr-W-V梯度涂层组织性能研究与有限元分析

采用类似于高速钢的材料作为工作层,在工作层成分基础上通过降低主要元素含量作为过渡层。利用激光熔覆的方法将材料熔覆到45号的基体上,在工作层中添加0-0.2 %的稀土氧化铈,结果表明,添加一定量的稀土可以细化晶粒,提高其硬度、耐蚀性、耐磨性。添加0.1 % Ce2O3的复合涂层性能最优,其表面硬度可达62.2 HRC,相对耐磨性较无稀土的复合涂层可提高20 %。添加Ce2O3含量0.1 %和0.2 %的复合涂层的耐蚀性相对未添加稀土涂层分别提高1.88倍、1.72倍。利用Marc软件对过渡层熔覆过程进行模拟,将模拟的应力值与小孔法测量的应力值进行比较,模拟得到的应力值与实测应力值变化趋势拟合较好,纯工作层成分的熔覆层残余应力最高,增加过渡层后可大幅降低残余应力,实测工作层横向为812 MPa,确定最佳梯度层成分M2梯度层成分为最优。     

颗粒增强镍基复合涂层的耐磨性能研究

在自熔性Ni基合金耐磨喷涂(焊)合金粉末中添加不同粒度和比例硬质合金颗粒在45钢的表面,经加热熔敷后,在钢表面形成冶金结合耐磨涂层。研究表明:添加硬质合金颗粒显著提高了Ni基涂层耐磨性;添加硬质相比例和尺寸的不同,涂层的耐磨性能提高的幅度也不同。     

Ni对铁基合金粉块氩弧堆焊层组织和性能的影响

通过氩弧焊在基体材料Q235钢板上熔敷铁合金混合粉末压块,研究了压块成分及堆焊工艺对堆焊层组织及性能的影响。结果表明:在固定压块粉末总质量为16 g、镍铁含量为0.64 g、堆焊电流为180 A时,堆焊层的硬度最大,达到HRC48.9;耐磨性最高,相对磨损量为0.013 4 g/(cm2·min)。     

AM60镁合金薄板的钨极氩弧焊组织与性能研究

研究了钨极氩弧焊工艺参数对AM60镁合金薄板焊接接头质量的影响,并采用金相显微镜、X射线衍射仪等分析测试手段对AM60镁合金焊接接头微观组织、相组成及力学性能进行了分析。试验结果表明,在50～55A范围内焊接接头的力学性能较好,拉伸断裂处主要出现在热影响区;接头焊缝区的晶粒较为细小,室温组织由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,析出相β-Mg17Al12主要分布在晶界上。