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激光熔覆NiCr/Cr3C2-WS2自润滑耐磨涂层的高温摩擦学行为

刘秀波 , 刘海青 , 孟祥军 , 杨茂盛 , 石世宏 , 傅戈雁 , 孙承峰 , 王明娣 , 齐龙浩

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.11.005

利用激光熔覆技术在0Cr18Ni9不锈钢基体上制备NiCr/Cr3C2耐磨涂层与NiCr/Cr3 C2-30％ WS2耐磨自润滑涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相组成及显微组织.在室温、300℃和600℃下分别测试了上述涂层的干滑动摩擦学性能,并讨论其磨损机理.实验结果表明:添加WS2的熔覆涂层主要有Cr7C3、(Cr,W)C碳化物增强相、r(Fe,Ni)/Cr7C3共晶增韧相、WS2及CrS润滑相.两种涂层都随温度的升高,摩擦因数降低,而磨损率增大.在室温及300℃时,添加WS2涂层由于润滑相的作用拥有较好的减摩耐磨性能.在600℃时,由于涂层中碳化物硬质相的强度降低,两种涂层的磨损率显著增大.

关键词: 激光熔覆 , 高温耐磨复合涂层 , 固体润滑

热处理对NiCr/Cr3C2-WS2复合涂层组织与性能的影响

孟祥军 , 刘秀波 , 刘海青 , 郑晨 , 孙承峰 , 王明娣 , 齐龙浩

材料热处理学报

为了研究激光熔覆NiCr/Cr3C2-WS2高温耐磨自润滑复合涂层组织的高温稳定性,对所制备的复合涂层在600℃下分别保温10 h、30 h、50 h,采用XRD、SEM、EDS等手段对热处理前后复合涂层的显微组织进行分析,并分别测试了热处理前后复合涂层的显微硬度及600℃下的滑动磨损性能.结果表明:热处理前后复合涂层物相基本相同,主要为:γ-(Fe,Ni)/Cr7C3共晶相、Cr7C3硬质相、CrS/WS2润滑相.随着保温时间的延长,由于γ-(Fe,Ni)/Cr7C3共晶相的溶解,其体积分数逐渐降低,并且保温50 h后共晶相大部分溶解,Cr7C3相出现断裂造粒现象,复合涂层的硬度有所降低.热处理对复合涂层的摩擦学性能影响不大.

关键词: 激光熔覆 , 复合涂层 , 热处理 , 显微结构 , 性能

添加WS2/(Ni-P)包覆的激光制备高温自润滑耐磨复合涂层

郑晨 , 刘秀波 , 杨茂盛 , 王明娣 , 石世宏 , 傅戈雁 , 齐龙浩

材料热处理学报

为抑制WS2在激光熔覆过程中的分解,增加其与金属基体的相容性,采用化学镀的方法,在WS2粉末颗粒表面包覆一层微米级Ni-P合金,对比研究了添加包覆粉末和未包覆粉末所制备的高温自润滑耐磨复合涂层的微观组织和室温、300℃和600℃下的摩擦学性能.NiCr-Cr3C2/30％ WS2(Ni-P)涂层组织主要为初生树枝状Cr7C3、共晶γ-(Fe,Ni)/Cr7C3和CrS,以及少量弥散分布的WS2；对涂层进行摩擦学实验表明,添加包覆粉末所制备的涂层摩擦学性能更佳,室温和300℃时,NiCr-Cr3C2/30％WS2(Ni-P)涂层有较低的摩擦系数,且室温、300℃和600℃时,NiCr-Cr3C2/30％ WS2(Ni-P)涂层磨损率都低于NiCr-Cr3C2/30％WS2涂层.

关键词: 激光熔覆 , 化学镀Ni-P , 固体润滑 , 摩擦学性能

金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层的裂纹成因及控制方法

刘海青 , 刘秀波 , 孟祥军 , 郑晨 , 孙承峰 , 王明娣 , 齐龙浩

材料导报

参考了较多国内外有关文献,较为系统地分析了金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层裂纹的形成机理,总结出降低裂纹倾向的方法:选择合适的激光熔覆参数；激光熔覆时对金属基体进行预热或后热处理；采用添加中间过渡层或梯度涂层的方法；在金属基体激光熔覆陶瓷基复合材料中添加增韧、增塑元素.这些方法为控制金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层的裂纹形成提供了有益参考.

关键词: 激光熔覆 , 金属基体 , 陶瓷基复合涂层 , 裂纹 , 控制

ML08Al自攻螺钉生产过程中的缺陷分析

孟祥 , 王明娣 , 陈伯瑜 , 陈银莉 , 许黎明

物理测试 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20140051

低碳冷镦钢ML08AL是生产4.8级以下标准件及各类复杂外形非标准件的主要钢种.由于钢材深加工的复杂性会使成品自攻螺钉产生不同缺陷.在盘条性能测试的基础上借助金相显微镜与扫描电镜对存在缺陷的ML08AL自攻螺钉由热轧态到成品态分别进行金相形貌及端口形貌的分析,确定后续加工过程中的缺陷成因.结果表明:搓丝工艺对材料显微组织形貌的影响不明显.碳化物的不均匀分布、拉拔以及搓丝工艺的不当对缺陷的产生有着重要影响.

关键词: 搓丝 , 拉拔 , 碳化物 , 微裂纹

不同载荷下镍基自润滑耐磨复合涂层的摩擦磨损性能

陈书法 , 何祥明 , 杨茂盛 , 王明娣 , 刘秀波

材料热处理学报

为了拓展所制备的镍基自润滑耐磨复合涂层的应用领域,基于前期研究基础,在HT-1000型高温摩擦磨损试验机研究涂层在300℃不同载荷下的摩擦磨损行为,利用SEM和EDS对磨损表面进行了形貌观察与成分分析,研究其摩擦磨损机理。结果表明：该复合涂层的摩擦系数及磨损率都随着载荷的增大呈现先减小后略增大的趋势;当载荷较低（2 N）时,涂层的磨损表面出现少量分散的磨屑;在中等载荷（5 N）下,磨损表面光滑平整,涂层中的润滑颗粒被挤压出磨损表面形成润滑膜,导致涂层具有良好摩擦磨损性能;随着载荷的增大,达到10 N时,磨损表面出现犁沟及部分由于硬质相碳化物和润滑颗粒剥落而形成的凹坑。

关键词: 自润滑耐磨涂层 , 载荷变化 , 摩擦磨损

工艺参数对压片预置式激光熔覆涂层微观质量的影响

王宏宇 , 左敦稳 , 马浩 , 王明娣 , 陆英艳

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.09.019

针对现有粉末预置方法的不足,提出了一种新的粉末预置方法--压片预置法.采用该方法在基体表面上实现了粉末绿色预置,采用不同工艺参数在横流CO2激光器上扫描预置层制备了激光熔覆涂层.使用光学显微镜和扫描电镜观测了涂层的界面结合情况、稀释率和微观组织,分析了工艺参数对压片预置式激光熔覆涂层微观质量的影响.结果表明:在预置涂层厚度一定的情况下,大的光斑直径有利于基体能量的吸收,从而有利于涂层与基体形成冶金结合;当光斑直径相同时,高能低速有利于涂层与基体结合性能的提高.熔覆层的稀释率以1000W/mm为界随功率密度的增大先增后减,但当功率密度大于1000W/mm时能量有效利用率偏低.此外,随着功率密度的减小,熔覆表层枝晶组织呈现出"胞化"特征.因此,对于压片预置式激光熔覆,应尽可能采用大光斑小功率低扫描速度的工艺参数.

关键词: 激光熔覆 , 压片预置法 , 工艺参数 , 微观形貌 , 稀释率

分段冷却对HRB400E相变过程及微观组织的影响

陈伯瑜 , 廖琳琳 , 王明娣 , 孟祥 , 李辉 , 陈银莉

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140241

HRB400E吐丝后的冷却过程决定了其微观组织组成。通过Gleeble-3500热模拟试验机模拟了HRB400E不同的冷却工艺，分析了不同冷却工艺条件下的膨胀量曲线和微观组织。试验结果表明：冷却速率和冷却速率突变温度对试验钢的最终组织组成有非常大的影响，2个参数的合理搭配，可以控制得到一定数量的贝氏体；贝氏体体积分数随突变温度的降低和冷却速率的提高呈现上升的趋势。

关键词: 微观组织 , 热模拟 , 贝氏体

激光熔覆制备NiCr/Cr_3C_2-WS_2-CaF_2复合材料涂层

陈书法 , 何祥明 , 杨茂盛 , 王明娣 , 刘秀波

材料热处理学报

以NiCr/Cr3C2-WS2-CaF2复合合金粉末为原料,采用激光熔覆技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了高温自润滑耐磨复合材料涂层。采用XRD、SEM和EDS等手段对所制备复合涂层的显微组织进行了分析,并分别测试了涂层在室温、300℃、600℃时的干滑动磨损性能。结果表明：该复合涂层由γ-（Ni,Fe）固溶体基体、Cr7 C3/WC增强相及CrS/WS2润滑颗粒组成;室温时,涂层的磨损率较大;随着温度的升高,由于润滑转移膜的形成,涂层拥有良好的减摩耐磨性能。

关键词: 激光熔覆 , 复合涂层 , 固体润滑 , 高温磨损