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热处理时间对TiN-VC增强co基合金涂层微观组织和耐磨性能的影响

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徐州工程学院学报（自然科学版） 2021年第3期36卷 25-30页

作者：丁林王洪新权秀敏张伟程颖皖西学院机械与车辆工程学院安徽六安237012 六安职业技术学院汽车与机电工程学院安徽六安237158

利用激光熔覆技术在低碳钢表面制备了TiN-VC增强co基合金涂层,系统研究了热处理时间对合金涂层微观组织和耐磨性能的影响.结果表明:650℃热处理3 h后,合金涂层相组成未发生变化,仍由γ-co、Cr_(23)C_(6)、σ-FeV、TiN和VC相组成,650℃... 详细信息

利用激光熔覆技术在低碳钢表面制备了TiN-VC增强co基合金涂层,系统研究了热处理时间对合金涂层微观组织和耐磨性能的影响.结果表明:650℃热处理3 h后,合金涂层相组成未发生变化,仍由γ-co、Cr_(23)C_(6)、σ-FeV、TiN和VC相组成,650℃热处理5 h后,σ-FeV相消失.随着热处理时间增加,合金涂层中短棒状树枝晶和等轴晶数量逐渐增加,组织分布更加均匀;合金涂层的显微硬度先降低后增加,磨损失重先增加后降低.与未热处理的合金涂层相比,650℃热处理5 h后,合金涂层的平均显微硬度被提高了3.75%,磨损失重量被降低了6.0%.热处理后合金涂层的磨损机制均为磨粒磨损.

关键词：激光熔覆热处理 co基合金涂层 TiN-VC 耐磨性能

激光熔覆co基高温合金涂层的显微组织与耐磨性能研究

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应用激光 2011年第6期31卷 447-450页

作者：冯树强李宝玲李春青广西工学院机械工程系广西柳州545006 广西工学院汽车工程系广西柳州545006

采用激光熔覆技术在304L不锈钢基体表面制备了co基高温合金涂层,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析了涂层的显微组织、物相组成以及磨损表面形貌,测试了涂层的室温滑动摩擦磨损性能。结果表明:激光熔覆co基合金涂层从... 详细信息

采用激光熔覆技术在304L不锈钢基体表面制备了co基高温合金涂层,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析了涂层的显微组织、物相组成以及磨损表面形貌,测试了涂层的室温滑动摩擦磨损性能。结果表明:激光熔覆co基合金涂层从底部到表层依次为"胞状晶—粗大枝晶—细小树枝晶"组织,主要由γ-co固溶体、Fe_2Mo相及co_7Mo_6相组成,涂层平均硬度约为630 HV,是304L不锈钢基体的3倍,室温摩擦磨损性能是304L不锈钢基体的1～1.5倍。由于难溶元素Mo的固溶强化及Fe_2Mo及co_7Mo_6硬质相的弥散强化使涂层具有较好的耐磨性能。

关键词：激光熔覆 co基合金涂层耐磨性能磨粒磨损

TiN对co基合金激光熔覆层组织与性能的影响

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强激光与粒子束 2010年第7期22卷 1657-1660页

作者：李志远赵伟毅聂登攀何灏耿家锐薛涛贵州省冶金化工研究所贵阳550002

采用5 kW co2激光器在低碳钢表面熔覆co基合金涂层及TiN/co基合金复合涂层,研究了两种涂层的组织、显微硬度以及滑动磨损性能。结果表明,co基合金涂层主要组成相为-γco,-εco,Cr23C6等,TiN/co基合金复合涂层组成相为-γco,-εco,Cr23C6... 详细信息

采用5 kW co2激光器在低碳钢表面熔覆co基合金涂层及TiN/co基合金复合涂层,研究了两种涂层的组织、显微硬度以及滑动磨损性能。结果表明,co基合金涂层主要组成相为-γco,-εco,Cr23C6等,TiN/co基合金复合涂层组成相为-γco,-εco,Cr23C6,TiN和TiC等。co基合金涂层由发达的-γco枝晶和其间共晶组织所组成,TiN/co基合金涂层典型组织为等轴固溶体以及细小的共晶组织。TiN对熔覆层的组织有显著的改善作用,促使其组织细化,树枝晶向等轴晶转化,同时可显著提高co基合金涂层的显微硬度及耐磨性能。

关键词： co基合金涂层 TiN 显微组织耐磨性

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基于激光熔覆的304不锈钢表面改性研究

基于激光熔覆的304不锈钢表面改性研究

作者：欧阳昌耀太原科技大学

学位级别：硕士

304不锈钢被广泛的应用在腐蚀环境较为恶劣的海洋环境中。为进一步的提高304不锈钢的使用范围,提高其硬度和耐磨性能、提高304不锈钢耐腐蚀性能。使其能适应恶劣的工作环境,提高其工作能力和使用寿命。可以对其进行表面改性处理,通过表... 详细信息

304不锈钢被广泛的应用在腐蚀环境较为恶劣的海洋环境中。为进一步的提高304不锈钢的使用范围,提高其硬度和耐磨性能、提高304不锈钢耐腐蚀性能。使其能适应恶劣的工作环境,提高其工作能力和使用寿命。可以对其进行表面改性处理,通过表面改性可以大大提高构件表面的硬度、摩擦、耐腐蚀等性能。本文以304不锈钢为研究对象,使用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了Fe基非晶合金涂层和co基合金涂层对其改性研究。分析了Fe基非晶合金涂层裂纹失效原理,co基合金涂层对304不锈钢表面硬度、耐磨性、耐腐蚀改性机理;并探究后处理对co基合金涂层强化的影响,来提高合金涂层的硬度和耐磨性。论文研究的内容和结果如下:(1)开展了Fe基非晶合金涂层裂纹分析研究:采用激光熔覆技术在304不锈钢基材表面制备了铁基非晶合金涂层,通过对其组织、元素、硬度和裂纹易萌生处析出物的定性分析,研究了涂层组织和裂纹成形机理,研究表明裂纹主要由热影响区较大的热应力以及C、Si元素偏析而成的高熔点及高硬度的碳硅化物造成的,裂纹带附近组织较为疏松且存在较多的缝隙和孔隙,同时硬质相结合不牢固,使得裂纹带附近硬度相比较于同一水平其他无缺陷地方硬度较低。(2)开展了co基合金涂层的耐腐蚀性能研究:在进行电化学腐蚀后,涂层的自腐蚀电位-504.5m V相较于304钢的自腐蚀电位-579.7m V偏正。涂层表面出现了程度较轻的腐蚀点,304钢表面发生了严重的腐蚀。表明co基合金涂层能够有效地提高304不锈钢表面耐腐蚀性能。(3)对co基合金涂层硬度、耐磨性进行了研究:co基合金涂层比304不锈钢表面硬度提高较大、耐磨性较好。分析了熔覆层在10N、30N、90N、150N下平均磨损量分别为5.4,14.7,62.9,156.5mg,可见载荷越大,在磨损过程时接触区的剪切应力越大;此外接触区的温度明显升高,使试样更容易发生塑性变形,磨损量增大。在大载荷90N和150N的作用下,试件底部出现了剥落和黏着现象。(4)对涂层后处理进行研究:对304不锈钢表面制备的co基合金涂进行了不同时长的850℃时效处理,研究揭示了co基合金涂层在不同的时效时间下组织、性能的变化,结果表明:涂层内析出物主要为碳化物,在不同时长下其生长和分布均发生了变化,涂层硬度和耐磨性在时效8h提高较大。

关键词： 304不锈钢激光熔覆 Fe基非晶合金涂层 co基合金涂层涂层热处理

氧乙炔热喷涂与物理气相沉积制备涂层组织与性能研究

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氧乙炔热喷涂与物理气相沉积制备涂层组织与性能研究

作者：王岚兰州理工大学

学位级别：硕士

目前,随着表面工程技术的快速发展,在金属表面制备涂层和薄膜技术逐渐成熟。球阀和阀门作为重要的工业传输纽带,起着传输介质和控制流体方向的作用。因为球阀和阀门的特殊工况条件,对零部件力学性能有着很高的要求。一般提高金属零部件... 详细信息

目前,随着表面工程技术的快速发展,在金属表面制备涂层和薄膜技术逐渐成熟。球阀和阀门作为重要的工业传输纽带,起着传输介质和控制流体方向的作用。因为球阀和阀门的特殊工况条件,对零部件力学性能有着很高的要求。一般提高金属零部件的力学性能是通过热处理和添加合适的微量元素,但是这些传统方法已经满足不了零部件特殊的工况环境,因此需要在金属表面制备涂层,满足其复杂的工作条件和延长服役寿命。本论文通过氧乙炔热喷涂成功制备co基合金涂层,通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)中的真空蒸发和真空阴极电弧离子镀成功制备TiN、CrN和DLC薄膜(类金刚石薄膜),并且分析涂层和薄膜的组织形貌和综合力学性能。本论文主要分为以下几个部分:1.利用氧乙炔热喷涂制备单层co基合金涂层并研究组织和力学性能:用氧乙炔热喷涂技术成功制备co基合金涂层,通过XRD和金相显微镜分析涂层组织为CrC、C oC、C rC 、C oC等(以下统称为MC类金属碳化物,M指代金属元素,角标指代原子比),并且这些硬质碳化物是涂层硬度提升的一个重要原因。通过SEM可知,涂层组织较为致密,但是因为温度不均匀或者喷枪距离等问题导致涂层部分区域产生开裂和未熔融颗粒现象。此外,通过显微硬度分析,涂层和基体相比较硬度几乎增大三四倍耐磨损性能提升,因为制备的涂层组织内生成MC、MC等硬质碳化物,使硬度增加涂层耐磨损性能提高。并且通过制备涂层,耐腐蚀性能也进一步得到优化,因为基体组织较为疏散,在表面制备涂层使组织变得更加致密减少孔隙的产生,同时因为涂层含有Cr等元素在表面生成一层致密的氧化层,所以提高涂层耐腐蚀性。2.利用PVD制备TiN、CrN和DLC单层薄膜:用真空阴极电弧离子镀制备TiN、CrN和DLC三种单层薄膜,研究发现CrN薄膜产生了CrN物相,TiN薄膜特征峰择优取向明显结晶度高,DLC薄膜则为非晶态薄膜。分析三种单层薄膜的力学性能,DLC薄膜的硬度和抵抗外载荷能力最高,这是因为作为非晶态薄膜缺陷和畸变较多所以硬度高塑性较高,其次就是TiN和CrN薄膜,TiN薄膜表面光滑并且薄膜质量优于CrN薄膜,所以性能优于CrN薄膜。3.利用PVD制备以co基涂层为基础的TiN、CrN和DLC复合薄膜:首先用真空蒸发和真空阴极电弧离子镀制备以co基涂层为基础的TiN复合薄膜,比较了力学性能,结果表明:用阴极电弧离子镀制备的TiN薄膜质量优于用真空蒸发制备的TiN薄膜,硬度、耐磨性和抵抗外载荷变形能力都是高于真空蒸发制备的TiN薄膜;其次比较同种技术下制备的TiN、CrN和DLC复合薄膜力学性能,结果表明:DLC作为非晶态薄膜其综合性能最好,其次就是CrN和TiN薄膜。综上所述,复合薄膜质量优于真空阴极电弧离子镀制备的单层薄膜,塑性变形能力得到提升,组织较为致密耐腐蚀性能好,并且复合薄膜其硬度、耐磨性能都优于单层co基合金涂层,所以复合薄膜的综合力学性能是最好的。相比较氧乙炔热喷涂制备的co基涂层,PVD技术能够更好的降低工业成本和优化涂层质量。

关键词：氧乙炔热喷涂 co基合金涂层真空蒸发镀膜真空阴极电弧离子镀 CrN薄膜 TiN薄膜 DLC薄膜

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水介质下2种摩擦副材料磨损行为和机理研究

水下无人系统学报 2021年第6期29卷 709-715页

作者：曹四龙王凌倩胥卫奇周健松中国科学院兰州化学物理研究所中国科学院材料磨损与防护重点实验室甘肃兰州730000

针对水中兵器关键部件在服役过程中发生的摩擦磨损问题,开展适用于水介质下的摩擦副材料及其摩擦学性能研究。利用激光熔覆技术制备了co基合金涂层,研究了co基合金涂层及co基合金-PEF复合涂层与2种合金材料在水介质条件下配副时的摩擦... 详细信息

针对水中兵器关键部件在服役过程中发生的摩擦磨损问题,开展适用于水介质下的摩擦副材料及其摩擦学性能研究。利用激光熔覆技术制备了co基合金涂层,研究了co基合金涂层及co基合金-PEF复合涂层与2种合金材料在水介质条件下配副时的摩擦学行为,并与38CrMoAl-锡青铜摩擦副进行了对比。结果表明:在水介质中,38CrMoAl-锡青铜摩擦副具有最高的摩擦系数和磨损率,分别为0.420和1.503×10^(-5)mm^(3)/(N·m),磨损机理主要为严重的黏着磨损和磨粒磨损;co基合金涂层具有较高的显微硬度和抗塑性变形能力,与GH2130和GH4169对磨时摩擦系数分别为0.209和0.306,磨损率为2.321×10^(-6)mm^(3)/(N·m)和4.283×10^(-6)mm^(3)/(N·m),磨损机理主要为磨粒磨损;co基合金-PEF复合涂层与GH2130构成的摩擦副摩擦系数为0.079,涂层磨损率为1.257×10^(-8)mm^(3)/(N·m),在4种摩擦副中表现出最优异的摩擦磨损性能。

关键词：水中兵器 co基合金涂层水介质摩擦学性能磨损机理

超音频感应熔覆钴基涂层的组织与摩擦磨损性能

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材料保护 2021年第9期54卷 1-6页

作者：于静刘延川于洪飞大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 大连特种设备检验检测研究院有限公司辽宁大连116033

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能。结果表明:co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主... 详细信息

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能。结果表明:co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主要由γ-co、γ-(Fe,Ni)、Cr_(23)C_(6)、Cr_(7)C_(3)、co_(7)W_(6)以及金属间化合物co_(3)Fe_(7)和FeNi_(3)组成;钴基合金涂层的显微硬度约为573.1 HV_(0.2 N),是基体45钢(215.0 HV_(0.2 N))的2.67倍;在室温干摩擦条件下,钴基合金涂层的摩擦磨损性能优于45钢基体,其磨损形式为轻微的磨粒磨损和黏着磨损。

关键词：感应熔覆 co基合金涂层摩擦磨损