Al-Si合金等离子涂层Ni-Cr-B-Si的激光重熔
等离子与电弧喷涂Ni_Cr_Al涂层结合强度和磨粒磨损性能_陈亚军
则的形状，颗粒分 布 均 匀，这 就 大 大 提 高 了 合 金 粉 末 的 流 动 性 ，好 的 流 动 性 保 证 了 在 喷 涂 过 程 中 喷 枪 的 送 粉 顺 畅 ，而 且 在 喷 涂 过 程 中 受 到 的 拖 拽 力 比 较 稳 定 。
2. School of Materials Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China）
Abstract：Morphology，bond strength，residual stress and wear resistance of plasma sprayed and arc sprayed Ni-Cr-Al coatings were investigated by means of SEM，fensile test，Almen method and wearing tests. The relationships between the coating thickness and bonding strength and deflection of the Alwen strips were examined. Both coatings exhibit typical characteristic layered structure with good bonding interface. The bond strength and deflection of the coated samples decrease with the increase of coating thickness. When the thickness of coating is greater than 0. 5 mm，the decline range of bonding strength and deflection of plasma-sprayed coating is higher than that of arcsprayed coating with the increase of thickness. The bonding strength of plasma-sprayed coating is 21. 57 MPa and deflection is 10. 9 × 10 － 3 in （ l in = 25. 4 mm ） with the max thickness of 1. 3 mm. For the arc-sprayed coating，the bonding strength is 22. 79 MPa and deflection is 10. 9 × 10 － 3 in when the coating thickness is 2. 2 mm. Weight loss increases with the increasing of wearing time and load while the relative weight loss decreases when the wearing time increases. Key words：plasma spraying； arc spraying； bond strength； wear resistance； coating thickness
TiAl合金表面激光重熔Al-sub-2-sub-O-sub-3-sub--13wt%TiO-sub-2-sub-复合陶瓷涂层组织结构
第28卷 第6期2008年12月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV ol 128,N o 16 D ece m be r 2008TiA l 合金表面激光重熔A l 2O 3-13w t%T iO 2复合陶瓷涂层组织结构王东生1,2, 田宗军1,2, 沈理达2, 刘志东1,2, 黄因慧1,2(1.南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,南京210016;2.南京航空航天大学机电学院,南京210016)摘要:采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在T i A l 合金表面制备了A l 2O 3-13w t %T i O 2复合陶瓷涂层。
为了减少重熔层裂纹等缺陷,采用较低的激光功率和能量密度进行重熔。
用扫描电镜(SE M ),能谱仪(ED S)和X 射线衍射仪(XRD )分析了涂层形貌、微观结构和相组成。
结果表明,经过激光重熔处理后,陶瓷涂层颗粒细化,片层状组织得以消失,致密性提高,获得了基本没有裂纹等缺陷的重熔层;激光重熔亚稳相C -A l 2O 3转变为稳定相A -A l 2O 3;由于陶瓷材料导热系数较低的影响,激光重熔时无法使整个陶瓷层实现重熔,重熔后的陶瓷涂层形成了晶粒细小的等轴晶重熔区、烧结区以及片层状残余等离子喷涂区。
关键词:激光重熔;等离子喷涂;A l 2O 3-13w t %T i O 2复合陶瓷涂层;微观组织;T i A l 合金中图分类号:TG 156199 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2008)06-0051-06收稿日期:2008-03-31;修订日期:2008-05-19基金项目:国家自然科学基金资助项目(59975046);江苏省自然科学基金重点项目(BK 2004005)作者简介:王东生(1978)),男,博士研究生,主要从事激光加工技术以及表面改性技术研究,(E-m a il)w angds @nuaa .edu .cn 。
镁合金表面火焰喷涂及激光重熔Al-Si合金涂层的研究
８ ５ ～９． Ｍｎ ０． ９ ～０． ５， ． ～２． Ｓｉ≤ ０． ５， ． ５， １ ３ Ｚｎ １ ２ ５， ２
Ｃ ≤０ ０ ５ Ｎ ≤０ ０ １ 余 量 Ｍｇ ｕ ．２ ， ｉ ．０ ， 。喷 涂材 料 选 用 含 １ ％ 的 Ｓ（ 量 分 数 ） 粒 度 为 一１０～ ＋３ ５ 目的 ２ ｉ质 ， ４ ２ Ａ 一ｉ １ 合金 粉末 。 Ｓ
表 面上火 焰喷涂 ＋激光 重 熔 的 Ａ —ｉ ｌ 粉末 合 金 涂 层 ｓ 进行 了研究 ， 以期 为镁 合金 表面 Ａ 基致密 厚涂 层 的 ｌ
收 稿 日期 ： ０ ９ ５ ２ ； 订 日期 ： ０ ９ — ２ ０ － —７ 修 ０ ２ ０ ￣６３ ０
多熔化 和氧 化 ， 而提 高界 面结合 。 进
文 章 编 号 ：１０ — ５ （ ０ ０ ０ －０ ３ ５ ０ ５５ ３ ２ １ ４０ ４ － ０ Ｊ ０
镁合金 是最 轻 的金 属 结 构 材 料 ， 且具 有 优 异 的
减震 和 电磁 屏蔽 性能 ， 在航空 航天 、 车等领 域具 有 汽
制 备提供 依 据 。
广 阔的应用 前景 。但 镁 合 金 的硬 度 较 低 、 腐 蚀 性 耐
较差 ， 因此镁 合金 的 表 面 防护 成 为 一个 很 重 要 的研
１ 实 验 方 法
１１ 实 验视 ¨ …。 在 某些 情 况 下 ， 望镁 合金 表 面 的 防护 层 有 一 希 定 的厚 度 ， 以便有 足 够 的余 量 用 于后 续 机 械 切 削 加
１ ２ 基 材 表 面 预 处 理 ．
火焰 喷涂 是一 种常用 的 喷涂方法 ， 它具 有 价廉 、 节 能 、 效 、 活等 特 点 ， 在镁 合 金 表 面 上 的应 用 高 灵 但
激光重熔等离子喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层微观结构和性能研究
占总面积的百分 比， 从而确定在给定范围内黑色区域 元素。 打底层氧化物分为两层 ， 与基体结合部位以
使用显微硬度计（ ｘ 一 ００ Ｃ）） ０ Ｈ Ｐ １０Ｔ （１ ０ｇ荷载 ， ￣１ １
图 １ ）（ 、 ） 同扫描速度下激光重熔涂层 （ 、 ）（ 为不 ｂ ｃ ｄ
保持时间为 １ｓ进行显微硬度测量。本实验采用激 横截面的 Ｓ Ｍ 形貌图 。和等离子喷涂涂层比较可 ５） Ｅ
这是 由于激光束辐照在试样表面上的时间短， 表层吸 收的激光热量较少 ， 冷却速度快 ， 试样表面薄层大量 的晶核来不及进一步长大就凝固成为固态， 其显微组
光 重熔 涂 层 的孔 隙 率 可 以看 出 ，当扫 描 速 度 为
１ ｍｒｎ ， ． ／ ｉ 时 激光重熔涂层的孔隙率最低 ， ５ ａ 重熔效果
８ ０ 移动步距 ２ ｍ 光斑直径 ＝４ ｍ保持不变， ０Ｗ， ． ｍ， １ ｍ
表 １等离子喷涂工艺参数
Ｔａ ． Ｐｒｃ ｓ ａａ ｔ ｒ ｆｐａ ｍａ ｓ ｒｙｎ ｂ １ ｏ ｅ ｓ ｐ ｒｍｅ ｅｓ ｏ ｌｓ ｐａ ｉｇ
收稿 日期 ：０１０—５ ２１—２２
通 汛联系人 ： 陆益军 ，－ ａ ： ｕ Ｕ ｎ ６ ｙ ｈ ｏ ｏ ． Ｅ ｍ ｉ Ｌ ｙｕ２ ＠ ａｏ． ｒｃ ｌ ｃｎ ｌ ｌ
将试 样制成金相 试样 ，使 用 扫描 电子显微镜 瓷与金属基体间存在明显的分 其
（Ｅ Ｈｔ ｈ Ｓ ３ ０Ｎ） Ｓ Ｍ， ｉ ｃｉ －０ ０ 和光 学显 微镜 （ Ｇ ０ ） ａ Ⅺ 一 ５ 进
行显微组织观察 ，采用 Ｔ Ｉ Ｃ 通用图像分析 系统进行 的分析结果得 出浅灰色 区域 富含 Ｎ 、ｅＯ元素 ， ｊ 、 Ｆ 而 孔隙率的测定 。 定量分析原理见文献［ ， ４ 将灰度等级 深灰色区域主要 以 Ｃ 的碳化物为主 ，与打底层结合 ］ ｒ 根据经验定为覆盖涂层黑色区域 ， 并计算黑色区域所
等离子喷涂NiCrBSi合金涂层的高温性能
关 键词 ：等离子喷涂；高温性能；高温涂层
中图分 类号 ： Ｇ ７． ２ Ｔ １４ ４ ４
文 献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１０ — ６８ ２０ ）Ｏ～ ００ — ０ ０５ ０４（０７ ３ ０９ ５
ＨＩ ＧＨ ＴＥＭ ＰＥＲＡＴＵＲＥ ＰＲｏＰ ＥＲＴＹ ｏＦ Ｎｉ ＢＳ Ｃｒ ｉ ＡＬＬｏＹ ＣｏＡＴＩ ＮＧ
等 离子喷涂 Ｎ Ｃ Ｂ ｉ ｉｒ Ｓ 合金涂 层 的 Ｉ 匕 高温性能 同皿。 土月
肖明清・ ，吴瑞祥 ，李长青ｚ
（．湖 南省 冶金 材料 研 究所 ，湖 南 长 沙 １ ４０ １ ； １０ ４
２ ．河 南黄 河旋 风股份 有 限公 司，河 南 长 葛 ４ １ ０ ） ６ ５ ０
维普资讯
第３ ５卷 第 ３期
２０ ０ ７年 ５月
金 属 材 料 与 冶 金 工 程
ＭＥ ＴＡＬ Ｍ ＡＴＥ ＡＬ ＲＩ Ｓ ＡＮＤ Ｅ Ｍ ＴＡＬ ＵＲＧＹ ＮＧＩ Ｌ Ｅ ＮＥＥ ＮＧ ＲＩ
ＶＯ ．５ ＮＯ ３ １ ３ ． Ｍａ ２ ０ ｖ ０７
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｅ ｔ ｆ ｉ ｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔ ｇ ｐ ａ ｍａ ｓ ｒ ｙ ｎ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ｕ ｒ ｍ ｎ ｓｏ ｇ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ａ ｎ ， ｌ ｓ ｐ ａ ｉ ｇ ｈ ｈ ｉ ｗａ ｓ ｄ ｔ ｋ ｈ Ｃｒ ｉａｌ ｙ ｓ ｅ ｉ ｎ ． ｅ ａｌ ｙ ｃ ａ ｉ ｇ Ｓｃ ｅ ｃ ｌｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ， ｓｕ ｅ ｏ ｍａ ｅ ｔ ｅ Ｎｉ ＢＳ ｌｏ ｐ ｃｍｅ ｓ Ｔｈ ｏ ｏ ｔ ｈ ｍｉ ａ ｏ ｏ ｉ ｏ ｓ ｌ ｎ ｉ ｏ ｇ ｎ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｅ ｓ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｔ ，ｆ ｔ ｕ ｒ ｐ ｒｙ ｏ ｏ ｄ ａ ｄ ｈ ｔ ｐ ｏ ｅ ｙ ｏ ｏ ｒ ａ ｉ ａ ｉ ，ｈ ｒ ｎ ｓ ， ｏ ｉ ｅ ｓ ｅ ｇ ｈ ａ ｉ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｆ ｃ ｌ ｎ ｏ ， ｒ ｐ ｒ ｆ ｈ ｔ ｏ ｒ ｇ ｔ ｓ ｏ ｋ ｒ ｐ ｒ ｆ ｆ ｃ ｏ ｎ ａ ｎ ｎ ｒ ａ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｈ ｇ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｗｅ ｅ ｈ ｃ ，ｐ ｏ ｅ ｙ ｏ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｗｅ ｏ ｏ ｍ ｌ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｎ ｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｒ ｔ ｉｉ ｒ ｒ ｉ ｅａ ｎｄ ｘ ｍｉ ｅ ，ｍｏ ｅ ｖ ｒ ａ ａｙ ｉ ｄ ｄ ｓ ｕ ｓｏ ｏ ｅ ａ ｎ ｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｒ ａ ｒｅ ｎ Ｔ ｅ ｒｏ ｅ ｎ ｌ ｓ ａ ｉｃ ｓ ｉ ｎ ｔ ｘ ｍｉ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｗｅ ｅ ｃ ｒ ｉｄ ｏ ． ｈ ｓｎ ｏ ｓ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｈ Ｃｒ ｉａ ｌ ｙ ｃ ａ ｎ ｄ ｙ ｐ ａ ｍａ ｓ ｒ ｙ ｎ ａ ｏ ｄ ｃ ｍｂ ｎ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔｔ ｅ Ｎｉ ＢＳ ｌ ｏ ｔ ｇ ｍａ ｅ ｂ ｌ ｓ ｐ ａ ｉ ｇ ｈ ｄ ｇ ｏ ｏ ｉ ｅ ｓ ｈ ｏ ｉ ｓ ｅ ｇ ｎ ｏ ｄ ｐ ｏ ｅ ｙ ｏ ｇ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｘ ｄ ｔ ｎ ｒ ｓｓａ ｃ ｄ ｈ ｇ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｔ ｎ ｔ ａ ｄ ｇ ｏ ｒ ｐ ｒ ｆｈ ｈ ｔｍ ｅ ａｕ ｅ ｏ ｉ ａ ｉ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ａ ｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｒ ｈ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ
铁基(Fe—Cr—Ni—B—Si—RE)激光熔覆合金粉末的研究
为保证试 验效 果 ， 基合 金粉末 的含 碳量 稳定 铁 在 ０ ７ 左右 。 虑到加强熔覆层 的耐磨性与硬度 ， ． 考 在合 金系列 中加入适 量的 Ｂ、 ｉＣ 。指标 与水 平 的 Ｓ、 ｒ
铁 基 （ ｅＣｒＮｉ — ｉＲＥ） 光 熔 覆 合 金 粉 末 的研 究 Ｆ — — — Ｓ— Ｂ 激
温 家பைடு நூலகம் 于 有 生 倪 火炬 陈 明 清
摘 要 ： 用 Ｂ、 ｉＣ 提 高熔覆 层 的硬 度 与 耐磨 性 ， 土元 素提 高熔覆 层 采 Ｓ、 ｒ 稀
的综 合 性 能 。对 Ｆ — — ——ｉ ｅＣｒＮｉ Ｓ— Ｂ ＲＥ 系列 铁 基 合 金 进 行 正 交 试 验 ， 过 表 面 通 质 量 分析 、 谱 成 分 分析 、 微 硬 度 试验 与 分析 、 描 电镜 组 织 分析 、 分设 能 显 扫 成 计 、 艺 试 验 、 织 与 性 能 分 析 和 评 价 ， 得 了 比 较 理 想 的 Ｆ — ｒＮｉ — ｉ 工 组 获 ｅＣ — — Ｓ— Ｂ Ｒ 系 列铁 基 合 金 激 光 熔 覆 合 金 粉 末 的 配 方 成 分 。 Ｅ 关 键 词 ： 光 熔 覆 ； 金 ； 微 组 织 ； 度 激 合 显 硬 中 图 分 类 号 ： Ｇ１ ４ ４ Ｔ ３ １ Ｔ ７ ． ； Ｂ ３ 文献 标 识码 ： Ａ
度相对低 得多的试样表面凝 固， 形成 飞溅 。 据文献报 道， 粘结剂 的重量 占合 金粉末 重量 的 ２／ ， ５ 激光熔 ９时
覆 的表层质量较好 ［ ， １ 同时在涂覆 预制层时 ， ］ 特别应
注意压紧涂覆层 ， 使涂覆层粘结 致密 ， 这些措施在一
Al对激光熔覆镍基合金涂层组织与性能的影响
MATERIALS REPORTS2019,Vol.33, Al对激光熔覆鎳基合金涂层组织与性能的影响蒋智秋1,陈泉志】，董婉冰1，童庆打李伟洲1,2,x1广西大学资源环境与材料学院，南宁5300042广西有色金属及特色材料加工重点实验室，南宁530004为了提高球墨铸铁熔覆镍基合金涂层的性能，分别向镍基合金中添加0%、2%、4%、6%、8%（质量分数，下同）的AI。
通过SEM、XRD、显微硬度、摩擦磨损、高温氧化实验分析了不同Al添加量对镍基合金熔覆层的显微组织、硬度、耐磨性能、抗高温氧化性能的影响。
结果表明，Al的添加能提高镍基熔覆层的成型性，但当Al含量超过4%时，熔覆层出现了贯穿性裂纹缺陷。
通过预置镍基中间过渡层，在无裂纹缺陷的前提下，可以将熔覆层中外加Al含量由原来的4%提高至8%。
显微硬度实验表明,8%Al熔覆层的显微硬度最大，为740HV,是0%AI熔覆层的1.85倍。
摩擦磨损实验表明，6%AI熔覆层上午耐磨性最好，磨损量仅为0%AI熔覆层的25%。
850益高温氧化实验表明，8%AI熔覆层在氧化120h后的抗氧化性最好，氧化产物为AI2O3、NiCr2O4、（Fe,Cr）2O3、y-Ni，氧化增重为1.89mg/cm2，仅为0%AI熔覆层的35%。
关键词球墨铸铁激光熔覆摩擦磨损高温氧化中图分类号:TG174文献标识码:AEffect of Aluminum on Microstructure and Performance of Laser CladdingNi-based Alloy CoatingJIANG Zhiqiu1,CHEN Quanzhi1,DONG Wanbing1,TONG Qing1,LI Weizhou1,2X1School of Resoures，Environment and Materials，Guangxi University，Nanning5300042Guangxi Key Laboratory of Processing for Non-ferrous Metals and Featured Materials，Guangxi University，Nanning530004I n order to improve the performance of Ni based alloy coating0wt%,2wt%,4wt%,6wt%and8wt%Al elements were added to Ni based alloy.The effects of Al addition on the wear resistance,high temperature oxidation resistance and thermal fatigue resistance of Ni based alloy were analyzed by SEM,XRD,friction and wear,high temperature oxidation and thermal shock test.The results show that,with the addition of aluminum could significantly improve the cladding formability,but when the aluminum content was more than4wt%,the cracks appeared.By presetting the Ni based intermediate layer,the content of Al in the coatings could be increased from4wt%to8wt%at the premise of no crack defect.The microhardness experiment showed that when the aluminum content was8wt%,the microhardness of the coating was740HV,which was1.85 times of that of the nickel-based coating.The tests of friction and wear showed that the wear resistance of the coating was best at the aluminum content of6wt%which wear mass loss was25%of the nickel-based coating.The high temperature oxidation results showed that the oxidation resistance of the coating with8wt%aluminum content after850益/120h oxidation was the best,the AI2O3,NiCr?O4,(Fe,Cr)?O3and y-Ni phases formed on the annealed coating,and the oxidation weight gain rate was1.89mg/cm2,which was only35%of the nickel-based coating. Key words nodular cast iron,laser cladding,friction and wear,high temperature oxidation0引言球墨铸铁是常用的铁碳合金材料之一■,碳含量较高，且主要以孤立的球状石墨相存在⑴，具有较高的强度、硬度、韧性和高温抗氧化性，是玻璃模具的常用材料。
Ni-Cr-B-Si系自熔合金粉
钴-碳化钨复合粉编制说明（送审稿）钴-碳化钨复合粉行业标准编制说明一、工作简况1.1 项目来源根据工业和信息化部《关于印发2011年第二批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科[2011]134号）的要求，由北京矿冶研究总院负责修订《钴-碳化钨复合粉》有色行业标准，项目计划编号为2011-0874T-YS，计划完成年限2013年。
1.2 本标准所涉及的产品简况随着热喷涂技术的发展，越来越多的功能涂层材料得到研制成功并广泛应用，这些功能涂层材料包括耐磨、耐腐蚀、热障、抗高温、抗氧化、可磨耗封严等不同性能的材料。
钴-碳化钨复合粉就是其中一种高性能耐磨、耐高温和具有一定耐腐蚀性能的涂层材料。
WC颗粒具有高的硬度和优良的耐磨性，但单质的WC粉末在喷涂过程中难以与基体材料产生良好的结合，通过与韧性的金属相结合可很好地解决硬质相与被防护基体结合强度差、沉积效率低的问题。
钴与WC 具有好的润湿性，利用钴良好的高温性能、金属韧性、与其他金属良好的结合等性能，将钴与碳化钨结合制备成复合粉末，已成为一种在中低温下的具有优异耐磨性能的涂层材料。
WC-Co涂层在腐蚀环境工况中的耐腐蚀性能有所不足，为改善其抗腐蚀性，在WC-Co涂层中引入一定量的Cr，Cr的加入不仅能改善涂层的抗腐蚀能力，还能使涂层的耐冲蚀性能得到提高。
由于WC-Co金属陶瓷复合粉末特有耐磨性能及较好的高温稳定性能，是中低温（450℃-550℃）环境条件下最好的耐磨材料，作为先进的涂层材料可应用于涡轮发动机风扇叶片、中间翼展加强构件、吸入器联接杆、凸轮、刺轮片、拉丝绞盘、密封面、挤料螺旋、烟气风机、燃气锅炉、抛砂机件、泥浆泵活塞杆、钢铁冶金中各类轧辊等部件的生产和修复，因此，该系列粉末涂层材料在航空航天、化工机械、钢铁冶金、造纸印刷、“锅炉四管”等众多工业领域和行业中具有广泛的应用。
1.3 承担单位情况及主要工作过程1.3.1 承担单位情况北京矿冶研究总院是隶属于国务院国资委管理的中央企业，属国家首批创新型企业，是我国以金属矿产资源综合开发利用为核心主业的规模最大的综合性研究与设计机构，在有色金属采矿、选矿、冶炼和金属粉体材料等研究领域可代表国家水平，在国内外同行中有较大的影响。