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超声辅助高频感应熔敷金属镍复合涂层的研究

超声辅助高频感应熔敷金属镍复合涂层的研究

作者：崔洋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

伴随着时代的发展和科技的进步，人类的触角已经深入到地球内部和外部的空间，很多机械零部件在服役过程中都承受着高温、高压、腐蚀、磨损等恶劣工作条件的冲击，很容易使工件产生失效。其中，大部分的失效都是由腐蚀和磨损造成的，这... 详细信息

伴随着时代的发展和科技的进步，人类的触角已经深入到地球内部和外部的空间，很多机械零部件在服役过程中都承受着高温、高压、腐蚀、磨损等恶劣工作条件的冲击，很容易使工件产生失效。其中，大部分的失效都是由腐蚀和磨损造成的，这都与材料的表面性能有关。所以，提高工业设备零部件表面性能对延长设备的使用寿命，提高工作效率，降低能耗有着重要的意义。感应熔敷技术是表面处理方法的一种，因其具有加热速度快、表面相对平整、对基体影响小以及操作灵活方便等诸多优点而受到了越来越多的重视，是表面熔敷技术进一步发展的主要方向之一。但是，感应熔敷由于加热和冷却速度快、容易产生裂纹等缺陷，从而影响对基体的保护效果。本文采用超声辅助高频感应熔敷的方法在45钢圆柱形试样表面熔敷Ni60及SiC-Ni60复合涂层。通过功率超声和纳米SiC添加相的加入改善熔敷层的组织和性能，均匀化熔敷层化学成分，降低熔敷层与基体之间的残余应力，进而得到性能优异的表面熔敷层。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等设备对熔敷层的组织形貌、化学成分、相组成和界面结构进行了表征与分析;利用显微硬度测试仪、力电耦合摩擦磨损试验机和电化学工作站对感应熔敷层的力学、摩擦学、电化学等性能进行了测试。试验结果表明：基体与熔敷层之间形成了良好的冶金结合。熔敷层主要由铁镍金属间化合物相和碳化物硬质相组成，涂层中呈树枝状生长的是铁镍固溶体，固溶体枝晶之间分布着其他化合物相。熔敷层大部分的Cr以Cr7C3化合物的形式富集于晶界处与铁镍化合物、镍硼化合物等硬质相一同为熔敷层耐磨性提供了良好的基础。在Ni60自熔性合金粉末中添加1wt.%的纳米SiC颗粒后，熔敷层的维氏显微硬度达到45钢基体的2倍以上，相对于传统的纯Ni60熔敷涂层其维氏硬度值提高了41%，表明纳米SiC硬质陶瓷颗粒的加入能够明显提高熔敷层的显微硬度。Ni60熔敷层磨损宽度的平均值为254.7μm，摩擦系数平均值为0.413;SiC-Ni60熔敷层的磨损宽度的平均值为219.3μm，摩擦系数平均值为0.348。相比于SiC-Ni60熔敷层，Ni60熔敷层的磨痕宽度略宽，磨痕较深。SiC-Ni60熔敷层的磨痕宽度更窄、磨痕更浅，同样的试验条件下，其磨损失重比Ni60熔敷层要小，说明纳米SiC陶瓷颗粒添加相的加入提高了熔敷层的耐磨损性能。通过在45钢基体表面上熔敷Ni基自熔性合金粉末涂层，可以非常明显的提高45钢基体的耐蚀性能。Ni60自熔性合金粉末加入纳米SiC添加相后，熔敷层耐蚀性并没有下降，说明SiC对熔敷层耐蚀性影响不大或无影响。

关键词：感应熔敷表面改性镍基合金功率超声复合涂层

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感应熔敷技术工艺参数分析及优化研究

新疆农机化 2021年第4期 22-24,45页

作者：周润猛胡雪张立新董峰娄晓康单永超陈育龙石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 石河子胜利硬面有限公司

感应熔敷技术是一种对基材和机械零件进行表面强化的技术,在日常生活和工业生产中广泛应用。通过感应加热和涂层熔敷的加工过程,感应熔敷技术能够大大的增强材料的耐磨性和耐腐性,并且可以充分保持材料原有的韧性。目前该技术在工艺上... 详细信息

感应熔敷技术是一种对基材和机械零件进行表面强化的技术,在日常生活和工业生产中广泛应用。通过感应加热和涂层熔敷的加工过程,感应熔敷技术能够大大的增强材料的耐磨性和耐腐性,并且可以充分保持材料原有的韧性。目前该技术在工艺上还有着许多可以提高和完善的部分,本文对其中的部分工艺进行研究,首先对影响感应熔敷的工艺机理进行分析研究,接着针对涂层与基体材料结合时容易出现的问题,对涂层的制备工艺和成分进行了研究和改善。

关键词：感应熔敷工艺机理涂层制备工艺

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感应熔敷WC/Ni基复合涂层的组织和性能

黑龙江科技学院学报 2004年第6期14卷 321-323,330页

作者：王振廷陈化辉中国矿业大学材料科学与工程系

采用高频感应熔敷技术,以Ni60A自熔合金粉末、微纳米碳化钨粉末为原料,在16Mn钢表面制备出以微纳米WC颗粒为增强相的M基金属陶瓷涂层,并测试了涂层的显微硬度.利用磨擦磨损试验机,以45#钢为对磨偶件,评价了涂层的滑动干磨擦性能.实验结... 详细信息

采用高频感应熔敷技术,以Ni60A自熔合金粉末、微纳米碳化钨粉末为原料,在16Mn钢表面制备出以微纳米WC颗粒为增强相的M基金属陶瓷涂层,并测试了涂层的显微硬度.利用磨擦磨损试验机,以45#钢为对磨偶件,评价了涂层的滑动干磨擦性能.实验结果表明:涂层的硬度为890～910,磨擦系数为0.3～04,耐磨性比16Mn钢提高4倍以上.

关键词：感应熔敷碳化钨颗粒增强磨擦磨损性能

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16Mn钢感应熔敷WC涂层的耐磨性研究

煤炭技术 2005年第4期24卷 10-12页

作者：郑光海王振廷黑龙江科技学院机械工程系哈尔滨150027

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。

关键词：感应熔敷耐磨性 WC涂层

基于ANSYS铜钢高频感应熔敷焊不同工况下温度场

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机械制造与自动化 2017年第5期46卷 48-52页

作者：刘超余进蒋恺严恺南京理工大学材料科学与工程学院江苏南京210094

应用ANSYS软件,对钢基体感应熔敷紫铜过程进行2-D模拟,分析不同工艺参数对工件温度分布和温升速率的影响。通过控制变量法选取工艺参数进行模拟分析,发现感应线圈位置、线圈内径、电流频率和电流大小对焊接过程有着不同的影响。实测温... 详细信息

应用ANSYS软件,对钢基体感应熔敷紫铜过程进行2-D模拟,分析不同工艺参数对工件温度分布和温升速率的影响。通过控制变量法选取工艺参数进行模拟分析,发现感应线圈位置、线圈内径、电流频率和电流大小对焊接过程有着不同的影响。实测温度变化数据拟合曲线与模拟曲线基本重合,建立的模型较为可靠。

关键词：铜钢感应熔敷温度场

碳化钨颗粒增强金属基复合材料涂层组织及其摩擦磨损性能

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摩擦学学报 2005年第3期25卷 203-206页

作者：王振廷陈华辉中国矿业大学材料科学与工程系

以Ni60A自熔合金粉末和微、纳米碳化钨粉末为原料,利用感应熔敷技术在Q235钢表面制备了微、纳米碳化钨复合材料耐磨涂层;利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪及X射线衍射仪观察分析了复合材料涂层的显微组织结构;考察了复合材料涂层在室... 详细信息

以Ni60A自熔合金粉末和微、纳米碳化钨粉末为原料,利用感应熔敷技术在Q235钢表面制备了微、纳米碳化钨复合材料耐磨涂层;利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪及X射线衍射仪观察分析了复合材料涂层的显微组织结构;考察了复合材料涂层在室温滑动干摩擦条件下的耐磨性能.结果表明:复合材料涂层主要由团聚状纳米碳化钨颗粒、微米WC颗粒和γ-Ni固溶体组成,其组织结构均匀,与基体之间形成完全冶金结合;复合材料涂层在滑动干摩擦条件下表现出优异的耐磨性能及良好的承载能力,其磨损率随载荷增加变化不大,这主要归因于微米WC增强相和团聚状纳米WC增强相的良好固溶强化、弥散强化及细晶强化作用.

关键词：感应熔敷镍基复合材料涂层微米和纳米碳化钨摩擦磨损性能

原位自生TiC/Ni复合材料涂层滑动磨损行为

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2006年第3期25卷 440-443页

作者：王振廷王永东黑龙江科技学院材料科学与工程系黑龙江哈尔滨150027

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以Ni60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的... 详细信息

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以Ni60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能。

关键词：感应熔敷 TiC颗粒原位形成耐磨性

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表面熔敷技术概述

精密成形工程 2011年第5期3卷 55-58页

作者：刘春阁邱星武四川建筑职业技术学院交通与市政工程系四川德阳618000 四川建筑职业技术学院材料工程系四川德阳618000

针对现代工业发展的需要,主要对感应熔敷技术、激光熔敷技术、堆焊熔敷技术、热喷涂技术等表面熔敷技术的定义、特点、应用进行了概括说明,对表面熔敷技术中涉及的工艺、所用材料、所需条件进行了阐述。

关键词：表面熔敷感应熔敷激光熔敷堆焊熔敷热喷涂