碳钢WC-10Co-4Cr复合涂层的组织及性能研究

采用AC-HVAF热喷涂设备,在碳钢表面喷涂WC-10Co-4Cr复合涂层。用电子显微镜、X射线能谱分析仪、金相显微镜和磨损实验研究了涂层的均匀性、硬度、显微组织、化学成分、结合区形貌和相对耐磨性。结果表明:涂层厚度均匀、组织致密、硬度可达1200HV200;涂层与碳钢结合良好,没有孔洞,界面相容性良好;涂层试样的耐磨性比 45钢的耐磨性优良。     

螺杆泵转子表面HVOF喷涂WC涂层的耐磨抗蚀性能

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在螺杆泵转子基材45钢表面分别制备WC-12Co和WC-10Co-4Cr涂层,并利用SEM、EDS、XRD及显微硬度计等手段,表征了涂层的微观形貌、孔隙率、相结构和维氏硬度.在摩擦磨损试验和电化学试验基础上,探讨了涂层磨损和腐蚀机理.研究结果表明：WC-12Co涂层和WC-10Co-4Cr涂层组织结构致密,孔隙率分别为0.58%和0.48%,平均维氏硬度分别为1 385.87 HV_0.3和1 268.62 HV_0.3,磨损量分别为基体的19.5%和21.8%,WC-12Co涂层耐磨性最优;两种涂层磨损机制均为轻微的磨粒磨损,而基体以磨粒磨损为主,黏着磨损为辅;WC-12Co和WC-10Co-4Cr涂层的腐蚀电流密度分别为基体的21.1%和12.8%;WC-10Co-4Cr涂层电荷转移电阻最大,可见Cr氧化物所形成的钝化膜使WC-10Co-4Cr涂层的抗腐蚀性最佳;两种涂层均在WC与金属黏结相之间发生微电偶腐蚀,导致黏结相溶解和部分WC颗粒脱落,腐蚀产物起到保护涂层作用.     

HVOF制备的Ni60/WC-10Co4Cr涂层组织和滑动磨损性能研究

为了降低超音速火焰(HVOF)喷涂金属陶瓷涂层的材料和加工成本,使其在更大范围内替代会给环境带来严重污染的电镀硬铬(EHC)涂层,本文将不同比例的Ni60与WC-10Co4Cr相混合,并采用HVOF喷涂工艺分别制备了5种金属陶瓷复合涂层.研究了这些涂层的显微组织、基本性能和滑动磨损性能,并将其与EHC涂层进行对比.结果表明:所有HVOF喷涂工艺制备的Ni60/WC-10Co4Cr涂层都很致密(孔隙率小于1%),随着WC-10Co4Cr比例的增加,Ni60/WC-10Co4Cr涂层的硬度从688.3 HV0.3增加到1 203.4HV0.3,磨损率由2.75×10~(-5) mm~3/N·m降低到7.29×10~(-7) mm~3/N·m.并且,所有HVOF喷涂工艺制备的涂层和与其配对的摩擦副的磨损率以及磨擦系数均低于EHC涂层,表现出良好的抗滑动磨损性能.     

喷距对低温超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层性能的影响

以粒度为5~15μm的WC-10Co4Cr为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)技术制备WC-10Co4Cr涂层,并利用粒子收集技术研究喷距对涂层显微结构和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、粗糙度测试仪和显微硬度仪分别对涂层的显微结构、粗糙度、硬度和韧性进行测试分析。实验结果表明:WC-10Co4Cr涂层的显微硬度(HV0.3)和致密度随着喷距的增大而降低,分别由喷距100 mm时的1 484.19和0.5%降低至喷距310 mm时的930.50和2.2%;涂层的结构和性能与粉末在焰流中的熔融状态和飞行速度相关,喷距在100~190 mm范围内粉末呈未熔化状态,220~310 mm范围内呈微熔化状态,粉末的飞行速度随喷距的增加呈下降趋势;粉末呈微熔化状态时断裂韧性与HVOF涂层相当且明显高于粉末呈未熔化状态的断裂韧性;优化的喷涂距离为220~280 mm,该段距离内可以获得涂层粗糙度约为2μm、孔隙率小于1%、显微硬度大于1 018(HV0.3)、断裂韧性大于3.323 1 MPa·m1/2的涂层。     

振动研磨工艺对QAl10-4-4合金的表面组织及性能的影响

研究了振动研磨工艺对涡轮用QAl10-4-4合金组织和表面性能的影响.结果表明：振动研磨处理后,QAl10-4-4合金产生了从研磨表面至心部硬度逐渐降低的硬化层,表面硬度提高约20%;相对于未研磨处理的QAl10-4-4合金,经振动研磨处理后,合金处于表面压应力状态,表面残余应力提高约300 MPa,表面粗糙度明显降低,表面摩擦因数显著下降,耐磨性显著提高.工程实际应用结果表明：使用振动研磨工艺处理QAl10-4-4合金蜗轮提高整机的传动效率超过20%.振动研磨后,材料表面综合性能的提高与表层组织细化有直接关系.     

火焰原子吸收光谱法测定Mn_3O_4产品中钙镁含量

用盐酸加热溶解四氧化三锰样品 ,加入镧盐和锶盐混合释放剂 ,消除 70 %左右基体锰的干扰 ,直接测定其中钙、镁含量 ,样品加标回收率为 96 8%～ 98 2 % ,相对标准偏差为 2 4%～ 3 2 % .     

气相火焰中铁钴镍合金表面沉积碳纳米管及形态分析

利用甲烷在空气中扩散燃烧,以铁钴镍合金片为载体和催化剂合成了碳纳米管,借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼光谱等分析了碳纳米管的形貌和结构。在合金表面成功沉积了碳纳米管,其外径为8~10 nm,内径为3 nm,长度约为15μm,密度大且分布均匀。研究表明:与纯镍片相比,铁钴镍合金具有更好的催化效果。     

等激光能量密度下选区激光熔化TC4钛合金的表面形貌和硬度

以TC4钛合金粉末为原料,通过选区激光熔化工艺(Selective Laser Melting, SLM)成形试验并结合数值模拟,探讨了相等激光能量密度下,工艺参数对成形件性能的影响。结果表明:在等激光能量密度下,激光功率和扫描速度对熔池尺寸有着显著的影响;在本实验中铺粉层厚是影响试样表面粗糙度的最主要因素,最佳铺粉层厚为0.03mm;虽然激光能量密度相同,但是不同工艺参数组合依然会影响试样的表面形貌和微观组织;等激光能量密度下不同的工艺参数组合对SLM沉积态的表面硬度没有发现显著影响。     

纯钛TA1和钛合金TC4表面固体渗硼

采用固体粉末法分别对基体组织为α-Ti的TA1和基体组织为(α+β)-Ti的TC4钛合金表面进行了渗硼,在偏光显微镜和扫描电镜(SEM)下观察了渗层的形貌,用X射线衍射(XRD)分析了渗层的物相组成.实验结果表明,渗硼温度在850~1000℃范围内,TA1表面渗层为平行于基体表面的多层结构,为Ti3O相和TiB相;当渗硼温度高于920℃时TiB为主要组成并出现了TiB2相,且硼钛化合物的含量随温度升高而增加.当渗硼温度低于1000℃时,TC4表面渗层为Ti3O相和TiB相,在渗硼温度高于1000℃时,渗层为TiB2+TiB晶须结构.渗硼温度高于1000℃是TA1和TC4表面形成硼钛化合物的充分条件.     

LC4表面纳米SiC和PTFE双颗粒复合阳极氧化膜的制备

以250g/L硫酸+15g/L草酸为基础电解液,通过添加2g/L表面改性的纳米SiC颗粒和15ml/LPTFE乳液,组成双颗粒复合阳极氧化电解液,利用脉冲电源在LC4铝合金表面制备双颗粒复合的阳极氧化膜.结果表明:在脉冲电源频率80Hz、占空比80%、电流密度3A/dm2、温度0℃、氧化时间40min等条件下,在LC4铝合金表面成功制备出厚度为20μm,硬度为4340MPa的双颗粒复合的Al2O3-SiC-PTFE阳极氧化膜;复合氧化膜结构中存在着大量的微米级的孔隙缺陷为复合沉积双颗粒提供了复合场所,形成了具有纳米SiC颗粒增强膜的硬度和PTFE颗粒增强膜的自润滑性能的双颗粒复合氧化膜.     

阳极氧化Ti-6Al-4V合金表面TiO2多孔膜的制备及研究

在一定浓度的H₂SO₄溶液中对Ti-6Al-4V合金表面进行阳极氧化处理,通过改变阳极氧化处理的电压、氧化时间和电解液浓度,研究了预处理工艺参数对钛合金表面形貌、物相、润湿性及粗糙度的影响.试验结果表明：钛合金经过阳极氧化处理后,表面出现了二氧化钛（TiO₂）纳米多孔结构,多孔氧化膜由锐钛矿型和金红石型TiO₂组成;在0.5 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中,随着阳极氧化电压的增加,多孔膜的孔径逐渐增大,基体表面与模拟体液（SBF）的接触角明显降低,经120 V氧化处理的试样表面接触角由预处理前的52.8°降至16.9°左右,具有良好的润湿性;并且试样表面的粗糙度明显增加,在电压为120 V时粗糙度达到0.56 μm.在电压120 V时,随着阳极氧化时间或电解液浓度的增加,TiO₂多孔膜的含量和孔径尺寸逐渐增大,试样表面的润湿性和粗糙度也不断增加,在氧化时间10 min或电解液浓度0.5 mol·L^-1时达到最大,氧化时间大于10 min或电解液浓度高于0.5 mol·L^-1时,试样表面出现裂纹,多孔结构被破坏.     

脉冲频率及占空比对3D打印Ti6Al4V合金表面生物活性涂层的影响

采用微弧氧化法,在恒定电压下,使用不同的脉冲频率及脉冲占空比,在3D打印Ti6Al4V合金表面制备生物活性涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、电化学工作站、涡流膜厚仪、Image J软件和划痕仪等对涂层进行结构、性能以及微观形貌表征,研究脉冲频率和脉冲占空比对涂层的影响。结果表明：随着脉冲频率的增加,涂层的平均孔径、Ca/P比、表面粗糙度和厚度均逐渐减小,孔隙率变化不明显;耐腐蚀性先得到改善后变差;涂层与基体的结合力逐渐变大。随着脉冲占空比增大,涂层的平均孔径、孔隙率、Ca/P比、厚度逐渐变大;耐腐蚀性能呈现先好后差的趋势;涂层与基体的结合力逐渐变弱。