低温热循环处理Fe基非晶粉末对爆炸喷涂涂层摩擦学性能的影响

目的提高爆炸喷涂Fe基非晶涂层的摩擦学性能。方法采用液氮-室温循环处理喷涂粉末,通过爆炸喷涂制备原始粉末和处理粉末对应涂层。利用X射线衍射仪(XRD)检测涂层非晶相,用维氏显微硬度计和球-盘式摩擦试验机分别测试涂层的显微硬度和摩擦学性能,用附带能谱仪的扫描电子显微镜(SEM)表征样品的组织形貌及特征区域的元素含量。结果粉末经低温热循环处理后,仍为非晶态组织,且未发生开裂和破碎现象。与原始粉末制备的涂层相比,低温热循环处理粉末制备的涂层孔隙率由1.0%降低至0.4%;未熔颗粒明显减少,粉末铺展更加充分;显微硬度略有降低(由845.4HV降至813.5HV),但测试误差明显减小,威布尔分布拟合直线斜率由7.1196升高至9.6414;摩擦系数由0.76降低至0.73,磨损更加稳定;磨损率相近,均在10−6次方数量级。结论Fe基非晶粉末经低温热循环处理后,其对应涂层的组织更为均匀致密,显微硬度分布更为均匀,摩擦磨损性能更为稳定,磨损机制由原始粉末制备涂层的疲劳剥层磨损,转变为以氧化磨损和塑性变形主导。     

气雾化法制备3D打印金属粉末的工艺研究进展

气雾化法制备的金属粉末粒径小,成分均匀,球形度高,流动性好,该方法已成为3D打印球形金属粉末的主要制备方法。然而,气雾化是一个多相流相互耦合作用的复杂过程,细微因素的改变可能导致粉末特性的改变,而粉末特性对3D打印件性能具有决定性的影响。综述了气雾化过程中金属液过热度、气液流量、雾化介质种类、雾化气体压力和温度、雾化器喷嘴构型和导液管几何结构等对粉末特性的影响规律,并对3D打印金属粉末材料及制备技术的发展方向进行了展望。     

20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗热冲击和抗氧化性能研究

目的针对工作温度较低(低于550℃)的热作模具,研究热喷涂20%NiCr-80%Cr3C2涂层在5CrNiMo热作模具钢基体上的抗热冲击和抗氧化性能。方法利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在5CrNiMo热作模具钢基体上制备20%NiCr-80%Cr3C2涂层。采用维氏显微硬度计和万能力学试验机分别测试涂层表面的显微硬度和结合强度;采用管式炉研究涂层在250~550℃之间的抗循环热冲击及抗氧化性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪分析表征涂层经循环热冲击试验前后样品的形貌、组织结构及物相组成。结果20%NiCr-80%Cr3C2涂层组织均匀致密,具有极高的表面显微硬度(818.9HV)和结合强度(64.0MPa)。200次循环热冲击后,涂层内部产生了微裂纹,但并未相互连通,样品表面依旧保持光洁平整,且粘接相中析出的碳化物颗粒使涂层硬度大幅提高(1029.0HV)。涂层与基体界面形成了Fe和Cr元素的氧化物层,但其厚度增至约1μm后处于稳定阶段,且该氧化层连续致密,与基体和涂层结合良好,并未表现出使涂层剥离的倾向。结论利用HVOF制备的20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗循环热冲击性能良好,且能够有效提高5CrNiMo热作模具钢工作表面的硬度和抗氧化性能。