铸造碳化钨添加量对镍基复合喷熔涂层性能的影响

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激光熔敷镍基碳化钨的腐蚀磨损行为

激光熔敷镍基碳化钨的腐蚀磨损行为近年来，随着激光熔敷技术的发展和应用，熔敷镍基碳化钨(Ni-CWC)材料的性能以及其在工程中的使用越来越受到重视与关注。

然而，Ni-CWC材料的腐蚀磨损行为在其应用之前尚未得到充分的研究。

因此，研究Ni-CWC材料的腐蚀磨损行为对于其在工程中的应用至关重要。

Ni-CWC材料是一种合金材料，由钨、镍、碳等元素组成，具有较高的强度和耐磨性能。

它在工程应用中可以用作受力零件，如轴承、齿轮、离合器等。

然而，Ni-CWC材料受到酸、碱、盐类介质的腐蚀和磨损会产生一定的影响，进而影响其长期的使用性能。

为了研究Ni-CWC材料的腐蚀磨损行为，本研究采用了磁控溅射法，将Ni-CWC材料表面涂覆镍，建立了一个模拟实验用以研究Ni-CWC 材料在酸性和碱性环境中的腐蚀磨损行为。

实验结果表明，Ni-CWC材料在实验中试验的不同介质中均存在着明显的腐蚀磨损行为，其中，在酸性介质中的磨损量明显高于在碱性介质中的磨损量。

这是因为Ni-CWC材料的表面容易被酸性介质侵蚀，形成腐蚀产物淤堵其表面，增加其磨损量。

另外，实验中发现，磨损量与介质活化能之间存在一定的关系，随着介质活化能的增加，Ni-CWC材料的磨损量也会随之增加。

经过实验，可以看出Ni-CWC材料在不同介质中均存在着腐蚀磨损行为。

它们的磨损量与介质活化能的大小有着明显的相关性。

为了确保Ni-CWC材料在工程中的长期使用，需要考虑其在不同介质中的腐蚀磨损行为，严格控制使用环境，此外，采用有效的防护措施，如涂覆耐腐蚀涂层，同样可以有效地避免Ni-CWC材料的腐蚀磨损行为。

综上所述，本研究对Ni-CWC材料的腐蚀磨损行为进行了详细的研究，得出了对于Ni-CWC材料在工程中长期使用的有益建议。

这些结果将有助于进一步开发和应用Ni-CWC材料，为工程的发展贡献力量。

铸造合金的化学成分对性能的影响分析

铸造合金的化学成分对性能的影响分析在铸造领域中，合金的化学成分对于最终产品的性能起着至关重要的作用。

通过调整合金的成分，可以实现对于铸件力学性能、耐蚀性、耐热性等方面的控制。

本文将对铸造合金的化学成分对性能的影响进行分析。

一、合金强度与成分关系在铸造合金中，元素及其含量会直接影响铸件的强度。

常见的合金元素包括铝、铜、锌、镁等。

铝合金是较为常见的铸造合金，其强度与铝的含量以及合金中其他元素的含量相关。

一般来说，铝合金中铝的含量越高，其强度就越高。

此外，铜作为合金元素的加入，可以有效提高铸件的强度。

二、耐蚀性与成分关系合金的耐蚀性是指合金在特定腐蚀介质下的抵抗能力。

不同成分的合金在耐蚀性方面表现出不同的特性。

例如，不锈钢合金中加入了铬元素，可以形成致密的氧化铬保护膜，提高其耐蚀性。

另外，钛合金中加入了钛元素，能够增加其在酸性介质中的耐蚀性。

三、热稳定性与成分关系热稳定性是指铸造合金在高温环境下的一系列性质表现。

从成分角度来看，钨合金是一种具有良好热稳定性的合金。

其主要成分钨的高熔点使得钨合金在高温下依然能够保持较好的强度和硬度。

此外，钼合金也是一种常用的高温合金，其成分中的钼元素能够提高合金的热稳定性。

四、导热性与成分关系导热性是指合金在传导热量方面的性能。

铝合金由于其良好的导热性能而被广泛应用于铸造领域。

铝合金中加入硅、铜等元素，能够进一步提高合金的导热性。

此外，铜合金也具有较好的导热性能，特别适用于一些导热要求较高的场合。

五、磁性与成分关系另一个需要考虑的性能是合金的磁性。

在铸造合金中，铁、镍等元素的加入会对合金的磁性产生明显影响。

铁合金是一类具有较好磁性的合金，其中的铁元素赋予了合金较高的磁导率。

而镍合金中加入镍元素能够增加合金的抗磁性能。

总结起来，铸造合金的化学成分对于最终产品的性能具有显著影响。

通过合金的成分调整，可以实现对铸件强度、耐蚀性、热稳定性、导热性以及磁性等方面性能的控制。

了解合金成分与性能之间的关系，对于优化铸造合金的设计和应用具有重要意义。

超高速激光熔覆Ni625

第52卷第11期表面技术2023年11月SURFACE TECHNOLOGY·237·超高速激光熔覆Ni625/WC复合涂层的耐磨性能李宝程1，崔洪芝1,2*，宋晓杰1，殷泽亮1，朱于铭1（1.山东科技大学材料科学与工程学院，山东青岛 266590；2.中国海洋大学材料科学与工程学院，山东青岛 266100）摘要：目的提高高铁制动盘用24CrNiMo铸钢的耐磨性和高温性能。

方法在24CrNiMo铸钢表面，通过超高速激光熔覆技术，制备Ni625/碳化钨（WC）复合涂层，并设计多层梯度熔覆，使得WC颗粒在涂层中呈均匀分布。

通过X 射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等分析涂层的物相组成、微观组织结构和元素分布。

分别采用显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维形貌仪等测试涂层的硬度、室温及600 ℃的摩擦系数和耐磨性，分析涂层的摩擦磨损机理。

通过同步热分析仪（TGA-DSC）测试涂层的抗高温氧化性能和组织的高温稳定性能。

结果涂层主要由γ-Ni固溶体、WC以及含W增强相W2C和M23C6等组成。

WC分布较为均匀，涂层平均显微硬度达440HV0.2~610HV0.2，是基体硬度的1.25~1.7 倍。

在室温条件下，体积磨损率仅为基体24CrNiMo铸钢的 4.2%~20.8%，摩擦系数略低于基体；在600 ℃条件下，体积磨损率为基体24CrNiMo铸钢的 80.1%~180.8%，摩擦系数高于基体，且稳定性好，熔覆涂层显著提高了24CrNiMo铸钢基体的耐磨性。

磨痕分析表明，涂层在室温下主要为磨粒磨损，600 ℃下除了磨粒磨损之外，并还伴随着轻微的氧化磨损，其中复合涂层S3的性能最佳。

结论在以高速强力磨损为主的工况下，Ni625/WC复合涂层具有优异的耐磨性能和抗高温氧化性能，球形WC颗粒在提高涂层耐磨方面发挥了重要作用。

关键词：高铁制动盘；超高速激光熔覆；摩擦磨损，Ni基涂层中图分类号：TH117 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)11-0237-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.11.018Wear Resistance of Ultra-high Speed Laser CladdingNi625/WC Composite CoatingsLI Bao-cheng1, CUI Hong-zhi1,2*, SONG Xiao-jie1, YIN Ze-liang1, ZHU Yu-ming1(1. School of Materials Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Shandong Qingdao 266590,China; 2. School of Materials Science and Engineering, Ocean University of China, Shandong Qingdao 266100, China) ABSTRACT: High-speed train brake disc is one of the important components to ensure the safe and reliable operation of收稿日期：2022-10-30；修订日期：2023-03-08Received：2022-10-30；Revised：2023-03-08基金项目：国家自然科学基金（51971121，U2106216）；山东省重大创新工程项目（2019JZZY010303，2019JZZY010360）Fund：The National Natural Science Foundation of China (51971121, U2106216); Major-special Science and Technology Projects in Shandong Province (2019JZZY010303, 2019JZZY010360)引文格式：李宝程, 崔洪芝, 宋晓杰, 等. 超高速激光熔覆Ni625/WC复合涂层的耐磨性能[J]. 表面技术, 2023, 52(11): 237-247.LI Bao-cheng, CUI Hong-zhi, SONG Xiao-jie, et al. Wear Resistance of Ultra-high Speed Laser Cladding Ni625/WC Composite Coatings[J]. Surface Technology, 2023, 52(11): 237-247.*通信作者（Corresponding author）·238·表面技术 2023年11月high-speed trains. Its main failure form is thermal damage and wear that occurs on or near the friction surface. The use of ultra-high-speed laser melting and other surface strengthening technologies to improve the wear resistance and high-temperature performance of brake discs and other key components is an effective way to ensure the safe operation of high-speed trains. At present, there are many studies on the wear performance of Ni-based WC coatings, but there are relatively few studies on the application of key parts such as brake discs in high-speed trains.In this paper, Ni625/WC composite coatings was prepared on the surface of 24CrNiMo cast steel for high-speed train brake discs using ultra-high-speed laser melting technology. Since the high specific gravity of WC affected the quality and wear resistance of the coatings, a three-layer gradient coating design was used to improve the distribution of WC particles in the coatings.The phase composition, microstructure and element distribution of the coatings were analyzed by an X-ray diffractometer (XRD), a transmission electron microscope (TEM) and a scanning electron microscope (SEM). The hardness, coefficient of friction and wear resistance of the coatings at room temperature and 600 ℃were tested with a microhardness tester, a friction and wear tester and a 3D morphology tester, respectively, and the friction and wear mechanisms of the coatings were analyzed. The high-temperature oxidation resistance and tissue stability of the coatings were investigated with a TGA-DSC simultaneous thermal analyzer.The results showed that the coatings are well bonded to the substrate, metallurgically, and the total thickness of the coatings was about 300 μm. The coatings were mainly composed of γ-Ni solid solution, WC, W2C and M23C6 phases. The partial melting and decomposition of WC particles generated different types and multi-scale secondary carbide phases distributed in the intergranular region of the γ-Ni solid solution. In addition, there were lamellar fine eutectic tissues composed of γ-Ni and secondary carbides generated. The hardness distribution of the coatings were relatively uniform, and the average microhardness reached 440HV0.2~610HV0.2, which was 1.25~1.7 times of the matrix hardness (360HV0.2), and the thickness of the heat-affected zone was about 200 μm with a hardness of 410HV0.2. With the increase of WC content, the main wear mechanism at room temperature was abrasive wear, and the volume of wear decreased to 20.8%, 6.8%, 4.4% and 4.2% of the matrix, and the corresponding coefficients of friction were slightly lower than that of the matrix. At 600 ℃, it was mainly abrasive wear and slight oxidation wear, and the coefficients of friction were higher than that of the matrix. The high toughness γ-Ni was firmly combined with WC, diffusely distributed secondary carbides and other reinforcing phases, which played the role of wrapping and supporting WC particles, and the multi-scale carbides, mainly WC particles, could effectively resist the indentation of grinding balls, thus reducing plastic deformation and wear. The coatings have good oxidation resistance and tissue stability, which are beneficial to the stability of frictional wear at high temperature. The spherical WC particles play an important role in improving the wear resistance of the coatings.KEY WORDS: brake discs of high-speed trains; ultra-high-speed laser cladding; frictional wear; Ni-based coating高铁制动盘是保证高速列车安全可靠运行的重要部件之一。

镍基碳化钨合金粉

镍基碳化钨合金粉随着科技的发展和工业化的进步，各种高性能、高强度的新材料不断涌现，其中以合金材料为代表的金属材料具有广泛的应用前景。

而其中，碳化钨合金材料因其优异的机械性能和化学稳定性，被广泛应用于制造高速切削工具、耐高温材料和磨料等领域。

而在碳化钨合金材料中，以镍基碳化钨合金粉的应用最为广泛。

镍基碳化钨合金粉是由钨、碳和镍等元素组成的一种复合材料，具有硬度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀等优良特性。

在高温和高压下，镍基碳化钨合金粉不易发生热膨胀和软化，保持了较高的硬度和强度。

因此，镍基碳化钨合金粉被广泛应用于制造高速切削刀具、磨料、涂层材料、航空发动机零件、核燃料元件等领域。

镍基碳化钨合金粉的制备方法有多种。

常见的方法包括化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、机械合金化法等。

其中，机械合金化法是一种简单易行、成本低廉的制备方法，逐渐成为了制备镍基碳化钨合金粉的主流方法。

机械合金化法是指将金属粉末、碳源和其他添加剂放入球磨罐中，通过球磨的高能作用，使其发生反应，形成合金粉末的一种方法。

机械合金化法制备的镍基碳化钨合金粉具有颗粒均匀、晶粒细小、分散性好等特点。

此外，机械合金化法还可以通过调整球磨时间、球磨速度和球磨介质等条件来控制合金粉末的特性。

镍基碳化钨合金粉的应用范围非常广泛。

在制造高速切削刀具方面，镍基碳化钨合金粉可以制成各种形状的刀片、钻头、锯片等工具。

在制造耐高温材料方面，镍基碳化钨合金粉可以用于制造航空发动机叶片、涡轮叶片、热喷涂涂层等。

在制造磨料方面，镍基碳化钨合金粉可以用于制造砂轮、砂带、砂纸等磨具。

此外，镍基碳化钨合金粉还可以用于制造核燃料元件、电子元器件等。

镍基碳化钨合金粉作为一种优秀的合金材料，在工业生产和科技领域中具有广泛的应用前景。

通过不断探索和研究，相信镍基碳化钨合金粉的应用领域将会越来越广泛，为推动工业化进程和科技创新贡献更大的力量。

热喷涂材料

封严涂层粉末封严涂层粉末牌号名称化学成分%粒度范围典型应用LF105铝硅氮化硼粉APSAl8Si20BN 包覆80/325目优质可磨涂层，用于喷气发压气机，工作温度可达48LF106铝硅石墨粉CFS Al8Si23C 包覆115目/5μm 压气机可磨涂层，工作温度480℃LF107铝硅石墨粉APS Al7Si26C 包覆80目/8μm 工作温度315-425℃，压气涂层LF108铝硅石墨粉APS Al5Si45C 包覆100目/8μm 工作温度315-425℃，压气涂层LF109铝硅聚酯粉APS Al12Si40 聚酯包覆115目/10μm工作温度325℃，压气机可LF110铝硅聚酰亚胺粉CFSAl12Si48 聚酰亚胺复合170/16μm工作温度350℃，压气机可LF132铝青铜粉CFSAPSCu10Al 包覆150/325目活塞导轨，拔叉，压气机气LF134铝青铜粉CFSAPSCu11.5Al1.5Fe 包覆125/25μm拔叉，压力配合面、支撑面LF137铝青铜聚酯粉APSCu9.5Al1Fe10 聚酯混合125/10μm可磨涂层，工作温度650℃LF138铝青铜聚酯粉APSCu9.5Al1Fe14 聚酯包覆125/15μm可磨涂层，工作温度650℃LF139铝青铜聚酯粉APSCu9.5Al1Fe5 聚酯混合125/15μm可磨涂层，工作温度650℃LF140铜铝二硫化钼粉APSCu9.5Al7.5（MoS2）包覆115/325目自粘结，自润滑，轴承及铜金修复LF141铜包石墨粉APS Cu30C150/325目电触头材料及低摩擦材料LF226镍包石墨粉CFS Ni15C 包覆170目/30μm工作温度480℃，压气机级LF227镍包石墨粉CFS Ni20C 包覆150/325目压气机级间可磨涂层LF228镍包石墨粉CFS Ni25C 包覆170目/30μm压气机级间涂层170目/20μmLF229镍铬铝包膨润土粉CFSNi4Cr4Al21 膨润土包覆100/325目可磨涂层，工作温度＜815LF230镍铬铝包膨润土粉CFSNi4Cr4Al21 膨润土100/200目可磨涂层，工作温度＜815LF231镍铬铁铝氮化硼粉CFSNi14Cr8Fe5BN3.5 Al115/325目压气机，工作温度＜480℃LF235镍包二硫化钼粉APSNi20-25（Mo S2 ）200/400目动密封件，低摩擦材料纯金属粉末纯金属粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF101铝粉CFS Al99依要求修复铝、镁基工件，屏蔽，抗蚀LF131铜粉CFS Cu99依要求修复铜基工件，屏蔽，导电LF145钼粉CFS Mo99.5170/400目活塞环，同步环，阀件，配合件LF152铬粉APS Cr99.5依要求靶材，抗蚀涂层LF225镍粉APS CFS Ni99.5200/325目修复镍基工件LF341钨粉APS W99200/325目-火箭发动机喷管、尾椎、耐火坩埚，抗金属熔涂层-也可用于靶材铁基粉铁基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF156铁铝钼粉APS Fe3Al3Mo3CB115/325目铁基体的修复，曲轴颈LF159铁铬钼粉HVOF Fe17Cr11Mo3Ni3Si3Cu4B45/6μm<650℃的条件下抗腐蚀涂层LF160铁钼碳粉CFS APS Fe18Mo3C170目/10μm硬面支撑涂层，低摩擦系数LF161铁钼碳粉HVOF Fe30Mo2C45/6μm 镀硬铬的低价代替品，耐磨损、硬支撑面微震LF162铁镍铝粉APS Fe37Ni6Al150/325目喷涂时放热反应，形成强冶金结合，涂加工，抗高温氧化LF163铁镍钼粉CFS Fe35NiMoAl115/325目柴油机点火板及气缸头LF165铁钨镍粉APS Fe14WNiCr115/325目剪切强度高，用于坦克与推土机的摩擦车同步器钼基粉钼基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF143钼碳粉APS Mo3C170/325目韧性好，硬度高，耐滑动磨损好LF144钼镍合金粉APS Mo25NiSF170/325目自熔性，耐磨性好，摩擦系数高低，抗擦伤，用塞环LF147钼镍合金粉APS Mo30NiSF170/325目自熔性，抗硬表面磨损，硬度高，抗擦伤镍基粉镍基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF201铝包镍粉CFS APS Ni5Al170/325目自粘打底粉，抗高温氧化，加工性能好，件LF203镍包铝粉APS Ni18Al115/325目抗氧化抗磨损，抗氧化涂层的打底层LF204镍包铝粉APS Ni20Al115/325目抗氧化涂层的打底层LF207镍铬粉APS Ni20Cr150/325目抗氧化抗腐蚀，陶瓷涂层打底粉LF210镍铬铁粉APS Ni16Cr8Fe150/325目修复抗蚀钢、镍基合金工件LF211镍铬铝钼粉CFS APS Ni9Cr5Al5Mo115/325目涂层自粘，加工性好，抗氧化抗腐蚀LF212镍铬铝粉APS(Ni20Cr)6Al115/325目抗氧化抗腐蚀，陶瓷涂层打底层LF213镍钴铬铝钇粉APS Ni17Cr5Al3CoY2O3115目/20μm自粘，抗氧化抗腐蚀，热障涂层打底层LF214镍铬铝钼粉CFS APS Ni18Cr7Al5Mo115/325目良好的抗氧化抗腐蚀性，自粘涂层LF223镍钼铝粉CFS APS Ni5Mo5.5Al170/325目自粘，韧性强，抗冲刷，抗冲击，保护机件承密封和阀件LF232镍硼碳粉HVOF Ni31B9C50/15μm 耐磨涂层，比Al2O3 Cr3C2及TiC所组成金属耐磨LF233镍包铜粉APS Ni30Cu150/325目耐腐蚀，耐高温，导热性好，用于机床导轨LF234镍包氧化铝粉APS Ni20-75Al2O3150/325目耐腐蚀，耐高温，抗氧化，抗热震LF235镍包二硫化钼粉APS Ni25MoS2200/400目减磨涂层，润滑性好，化学及热稳定性好，于动密封，低摩擦材料LF236镍包金刚石粉APS Ni（20-25）金刚石200/400目高硬度、耐磨、耐冲刷，作磨损及切割材料LF237镍包铬粉APS Ni50Cr150/325目抗高温氧化，抗硫钒腐蚀，应用于燃油燃煤防蚀，抗蚀性比LX45更佳碳化铬基粉碳化铬基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF301F碳化铬粉HVOF APS Cr3C2325目/10μm涂层光滑致密，抗高温耐磨，但韧性LF302碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 7(Ni20Cr)325目/5μm抗高温，抗微震，抗磨损LF303碳化铬-镍铬粉HVOF Cr3C2 10(Ni20Cr)325目/10μm抗高温耐磨涂层，用于飞机涡轮机LF304镍包碳化铬粉HVOF APS Cr3C2 17Ni325目/10μm 耐严重磨损和微震磨损，良好的抗气抗冲蚀和抗滑动磨损LF305碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 20(Ni20Cr)325目/5μm 包覆型结构，抗高温，抗磨损性能优积效率高LF306碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 20(Ni20Cr)325目/10μm 团聚烧结型，抗高温抗磨损，抗气蚀气腐蚀LF307碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 25(Ni20Cr)325目/10μm 团聚烧结型，良好的耐滑动磨损和冲损，耐腐蚀LF308碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 25(Ni20Cr)150目/10μm 混合型，耐冲蚀、气蚀及微震磨损，于燃杆芯轴、热成型盘、泵件、机件LF309碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 35(Ni20Cr)325目/10μm 团聚型，涂层致密，硬度较低，耐磨损冲蚀性好LF310碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 50(Ni20Cr)250目/10μm混合型，抗高温腐蚀及侵蚀涂层LF311碳化铬-镍铬粉HVOF APS Cr3C2 50(Ni20Cr)170目/5μm 包覆型，韧性更好、抗硬面磨损及磨损LF312碳化铬-镍合金粉HVOFAPSCr3C2 25(NiCrAlY)325目/15μm烧结型，抗氧化性更好，用于炉内输涡轮机部件等LF313碳化铬-镍铬粉HVOFAPSCr39Ni7C170目/10μm雾化混合型，抗高温，耐磨耐蚀，用阀、液压杆、炉管、排气管、透平机LF314碳化铬-铁合金粉APS Cr3C215(FeCrAlY)150目/10μm结合强度高，蒸汽透平转子和静子碳化钨基粉碳化钨基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF321碳化钨-钴粉HVOF APS WC12Co250目/10μm 烧结型，镀硬铬的替代涂层，涂层光滑坚硬、耐磨、用于轧钢辊、锉棒LF322碳化钨-钴粉HVOF APS WC12Co270目/10μm 45/10μm 包覆型，镀硬铬的替代涂层，耐磨粒冲蚀磨损、滑动磨损，用于泵套、风件LF323碳化钨钴镍合金粉HVOF APS（WC12Co）35NiSF250目/15μm 170目/15μm混合型，涂层已部分自熔，致密、耐于玻璃模具、装甲部件、油田高压泵模具LF326碳化钨-钴粉HVOF APS WC12Co45/10μm 团聚烧结型，细晶WC，用于油田、拉用扇和压气机、泵件和机架，适用于LF328碳化钨-钴粉HVOF APS WC10Co45/10μm 镀硬铬的替代品，用于油田设备、拉丝风扇及压力机LF329碳化钨-钴粉HVOF APS WC17Co45/10μm 团聚型，高韧性，压应力涂层，抗微侵蚀，用于飞机起落架、泵密封、挤拔叉、排放阀,抗氧化及抗蚀性较差LF331碳化钨-钴粉CFS APS WC20Co53/10μm 烧结型，涂层致密，适用于牵引涂层辊LF332碳化钨-镍粉HVOF APS WC17Ni45/10μm包覆型，耐磨涂层，抗蚀性好于WC-LF334（碳化钨-钴）镍基合金粉APS（WC12Co）25NiSF75/45μm混合型，抗磨损抗冲蚀、排风机叶片LF335碳化钨-碳化铬粉HVOFAPSWC20Cr3C27Ni45/10μm团聚型，抗氧化性和耐蚀性高于WC-度高，微观结构好，用于闸门及阀件LF337碳化钨-碳化铬-镍铬粉HVOF APS（WC12Co）35（Cr3C220NiCr ）45/6μm镀硬铬的替代品，抗蚀性耐磨、抗冲微震LF338碳化钨-钴-铬粉HVOFAPSWC10Co4Cr53/10μm团聚型，镀硬铬的替代品，涂层应压好的抗蚀性、耐磨性及耐冲蚀性，表度高，应用于湿的腐蚀环境、飞机起造纸工业、液压缸LF339碳化钨-钴-铬粉HVOFAPSWC10Co4Cr53/10μm烧结型，镀硬铬的替代品，抗腐蚀、耐抗湿环境腐蚀、适用于造纸工业等LF340碳化钨-钴-镍合粉APS（WC17Co）50NiSF63/33μm 混合型，耐侵蚀，耐磨损，用于玻璃杆、泵件、活塞、套筒、挤出螺杆、辊LF342碳化钨-铬-镍粉HVOFAPSWC20Cr7Ni45/10μm团聚型，涂层致密，高硬度，强韧性机酸及碱液有良好的抗蚀性，抗磨损油田设备、化工、压气机轴、液压机纸辊、气体输送设备LX343镍包铸造碳化钨WC/W2C12Ni200/325目与镍基自熔合金粉混合喷焊，焊层中分布均匀，耐磨性明显提高氧化铝基粉氧化铝基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF401SF氧化铝粉APS99.5Al2O333/5μm介电性强，耐酸碱、抗热、耐磨、抗高温侵蚀，磨损LF401氧化铝粉APS98Al2O345/15μmLF403F氧化铝-氧化钛粉APS Al2O3 3TiO222/5μm抗磨粒磨损、微震磨损、抗高温氧化，用于纺织人造纤维工业、酸碱介质中及造纸辊类LF403氧化铝-氧化钛粉APS Al2O3 3TiO245/15μmLF403C氧化铝-氧化钛粉APS Al2O3 3TiO275/33μmLF406氧化铝-氧化钛粉APS Al2O3 13TiO245/15μm类似于403，但介电性能及抗蚀性较差，用于纺织造纤维工业中引线辊、造纸辊类LF406C氧化铝-氧化钛粉APS Al2O3 13TiO275/30μmLF407氧化铝-氧化钛粉APS Al2O3 40TiO245/15μm 耐磨性及抗蚀性略低于LF406，抛光性好，抗纤维家用平底锅LF408氧化铝-氧化锆粉APS Al2O3 40ZrO245/15μm涂层韧性好，耐磨耐侵蚀，用于造纸工业氧化铬基粉氧化铬基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF417氧化铬-氧化钛粉APS Cr2O32TiO275/15μm 涂层致密，耐磨粒磨损、硬面磨损、颗粒冲蚀和损，不溶于酸类、碱类和醇类溶液，用于泵密封耐磨环、印刷花纹辊LF418氧化铬-氧化硅-氧化钛粉APSCr2O35SiO23TiO290/10μm韧性好，低摩擦特性及更高的耐机械冲击，高耐蚀性LF419氧化铬-氧化钛粉APS Cr2O3 25TiO245/15μm硬度较低、韧性好，用于对韧性高的磨损工件氧化钛基粉氧化钛基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF425氧化钛粉APS99TiO290/10μm 中等耐磨性，硬度较低，对酸碱之外的溶液保持稳不堆积静电LF426氧化钛-氧化铬粉APS TiO2 45Cr2O3115目/10μm耐磨性好，抗热抗腐蚀，用于电池、转鼓刮浆刀氧化锆基粉氧化锆基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF435氧化钙稳定型氧化锆粉APSZrO25CaO90/30μm热障涂层，熔融金属液中抗腐蚀抗润于柴油机柱塞、阀门缸套头、铸模涂LF436氧化镁稳定型氧化锆粉APSZrO224Mgo90/10μm 70/10μm性能与LF435相近LF438氧化锆氧化钇氧化铈粉APSZrO225CeO2 2.5Y2O390/10μm热障性能更好，在钠、硫和氯的环境性更佳，抗高温性更好LF439氧化锆氧化钛氧化钇粉APSZrO218TiO210Y2O380/10μm抗擦伤性好、红硬性好、抗热冲性强，钠及氯的抗腐蚀性好LF440氧化钇稳定型氧化锆粉APSZrO28Y2O3125目/16μm只有在喷涂后，ZrO2才被Y2O3稳定热障涂层LF441氧化钇稳定型氧化锆粉APSZrO28Y2O3200目/45μm 200目/15μm球形，流动性好，化学均质行好，纯纳米结构，空芯形态，具有良好的热缘特性，用于透平燃烧室及机翼组件涂层LF442氧化钇稳定型氧化锆APSZrO220Y2O3150目/15μm适用于更高的温度，推荐用于845℃抗冲蚀，适用于火箭及喷气发动机的层LF443氧化锆氧化钇粉APS ZrO212Y2O3200目/15μm隔热性良好，热障涂层氧化钇基粉氧化钇基粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF456氧化钇粉APS99.9 Y2O3250目/10μm耐高温、抗氧化，用于电子工业及硬质合金石墨其它金属陶瓷粉其它金属陶瓷粉牌号名称化学成分粒度范围典型应用LF461镍包碳化硼粉APS Ni75（B4C）170/325目涂层硬度高，比Al2O3、TiC、Cr2O3更耐磨，用磨损工件（泥砂泵柱塞）。

镍基碳化钨合金粉末组织及性能

具有更高的硬度、弹性模量，组织更均匀、细密。但随着碳化钨质量分比的提高，熔覆过程中出现了微裂纹，在实际应
用中应根据实际需求选择合适质量配比。
关键词：激光熔覆；镍基碳化钨；能谱分析；纳米压痕分析
中图分类号：ＴＧ１７４．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－５０６５（２０２１）１９－０００２－３
C
3.67
8.51
Total
93.62
95.07
2.3 纳米压痕实验及分析
（１）分图 2 熔覆涂层组织的 EDS 分析结果
图 4 两种镍基 WC 合金熔覆层弹性模量实验
微观结构中取若干个块状小块，选取组织颗粒，由涂层表面到基体均匀取多个点，进行纳米压痕实验测试，计算多个点的压入深度的、弹性模型、硬度平均值。
[6] C.T.Kunioshi,O.V.Correa,and L.V.Ramanathan,“High temperature oxidation and erosion-oxidation behaviour of HVOF sprayed Ni-20Cr,WC-20Cr-7Ni and Cr3C2-Ni-20Cr coatings,”Surface Engineering,vol.22,no.2,pp.121–127,2006.
2021年 10月上世界有色金属 3
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M 冶金冶炼 etallurgical smelting
图 1 两种镍基合金激光熔覆着色实验
2.2 能谱分析两种镍基复合材料微观组织面扫描能谱图见图 2 和图
（１）镍基＋６０％ＷＣ涂层组织
（２）镍基＋６０％ＷＣ涂层组织成分

铸造碳化钨反应烧结制备粗晶硬质合金

铸造碳化钨反应烧结制备粗晶硬质合金吴迪;熊志翔;白英龙;果世驹;杨霞;徐红霞【摘要】以铸造碳化钨和钻为原料在低温条件下制备η相粉末,将该粉末与炭黑混合球磨、压制成形,在1450℃的真空条件下反应烧结制备粗晶硬质合金.探讨烧结气氛、烧结温度对合成η相的影响,碳含量对硬质合金物相、显微组织和物理性能的影响.结果表明在1 200℃的氮气气氛中合成了含有Co2W4C和Co6W6C的混合η相粉末；当总碳含量为5.6％(质量分数)时,η相粉末与炭黑反应烧结合成的硬质合金(WC-10Co)样品,晶粒均匀,晶粒尺寸为3.0 μm,致密度达到98％,硬度为85.0HRA.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2011(016)004【总页数】7页(P471-477)【关键词】铸造碳化钨;η相;粗晶硬质合金;反应烧结【作者】吴迪;熊志翔;白英龙;果世驹;杨霞;徐红霞【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京三友镭射科技有限公司,北京102200;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TF125.3粗晶硬质合金具有良好的耐磨性和较高的疲劳强度，广泛应用于矿山工具、冲压模具、石油钻采、硬面材料等领域。

根据德国粉末冶金协会制定的硬质合金WC晶粒的分级标准，粗晶硬质合金WC的晶粒尺寸为2.5~6.0 μm[1−3]。

制取粗晶WC的传统方法是先用WO3高温氢还原制取粗晶钨粉，再将粗晶 W 粉高温碳化制取粗晶WC粉。

采用这种方法生产的WC具有晶格缺陷少、微观应变小等优点[4−5]，但能源消耗大，而且制备的部分粗颗粒是小颗粒的团聚体，其在使用过程中会降低硬质合金的使用寿命。

因此降低成本，优化组织成为粗晶硬质合金的研究热点。

镍基合金―碳化铬复合涂层耐磨特性的研究

镍基合金―碳化铬复合涂层耐磨特性的研究摘要：本文研究了一种新型的镍基合金―碳化铬复合涂层的耐磨特性。

通过热喷涂和等离子喷涂技术，在不同的工艺条件下制备了不同类型的复合涂层，采用摩擦磨损试验和磨耗试验研究了这些涂层的耐磨性能。

结果表明，所制备的复合涂层具有优异的耐磨性能，在高温、高压、高速等恶劣环境下具有较高的稳定性和可靠性，可以广泛应用于各种工业领域。

关键词：镍基合金、碳化铬、复合涂层、耐磨性能Introduction：镍基合金和碳化铬是两种重要的材料，在材料科学和工业生产中被广泛应用。

镍基合金具有优异的耐高温和耐腐蚀性能，应用广泛于航空、航天、能源等领域；碳化铬则以其高硬度、高耐磨性能而被应用于机械、汽车、工具制造等领域。

为了充分发挥这两种材料的优点，研究开发一种新型的镍基合金―碳化铬复合涂层，具有优异的耐磨性能，对于提高材料的使用寿命和性能有着重要意义。

Experimental：本研究采用了热喷涂和等离子喷涂技术制备了不同类型的镍基合金―碳化铬复合涂层，其中热喷涂采用了喷焊和喷涂两种方法，等离子喷涂采用了超声波助焊和离子注入等方法。

随后通过摩擦磨损试验和磨耗试验评估了这些涂层的耐磨性能。

Results：所制备的镍基合金―碳化铬复合涂层均具有较好的耐磨性能，其中热喷涂合成涂层的耐磨性能优于等离子喷涂合成涂层。

在高温、高压、高速等恶劣环境下，涂层仍然能够保持较高的稳定性和可靠性。

研究表明，所制备的镍基合金―碳化铬复合涂层在工业领域有广泛的应用前景。

Conclusion：本文研究了一种新型的镍基合金―碳化铬复合涂层的耐磨特性，通过热喷涂和等离子喷涂技术制备了不同类型的复合涂层，并采用摩擦磨损试验和磨耗试验评估了它们的耐磨性能。

结果表明，所制备的复合涂层具有优异的耐磨性能，在高温、高压、高速等恶劣环境下具有较高的稳定性和可靠性，可以广泛应用于各种工业领域。

进一步分析发现，所制备的镍基合金―碳化铬复合涂层具有较高的硬度和耐磨性能，这是由于合成涂层中的碳化铬颗粒可以形成刚性的结构，在摩擦和磨损过程中，有效防止了材料表面的塑性变形和剥蚀。

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涂层的抗磨粒磨损性能，并采用扫描电镜观察了喷熔粉末和喷熔层磨损后的形貌。结果表明：喷熔层的组织为在ＮｉＣｒ合金基体上弥散分布着不同粒度的碳（硼）化物硬质相；涂层的显微组织和ＷＣ的含量对Ｎｉ基ＷＣ喷熔层的硬度和抗磨损性能影响很大，涂层的硬度和抗磨损性能随ＷＣ添加量的增加先增加后减小；当ＷＣ的含量为３５％时，Ｎｉ基
ｅｘａｍｉｎｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｓｐｒａｙ－ｆｕｓｅｄ
ＷＵＹｏｕ — ｗｕ，ＴＡＮＸｉｎｇ — ｌｏｎｇ２，ＷＵＱｉｎ，ＺＨＡＮＧＳｈｉ・ｑｉ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；
２．ＡｄｖａｎｃｅｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｆｏｒＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＥｑｕｉｐｍｅｎｔｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；
铸
造
Ｓｅｐ．２０１３Ｖ０１．６２Ｎ０．９
ＦＯＵＮＤＲＹ
铸造碳化钨添加量对镍基复合喷熔涂层性能的影响
吴有伍，谭兴龙，吴琴，章诗歧
（１．湖南大学材料科学与Ｘ－．程学院，湖南长沙４１００８２；２．湖南顶立科技有限公司，湖南长沙３４１０００；３．无锡福莱达石油机械有限公司，湖南长沙３４１０００）
体ＷＣ喷熔涂层的硬度最高，相应的抗磨粒磨损性能最好。
关键词：磨粒磨损；喷熔；涂层；镍基自熔性合金；碳化钨中图分类号：ＴＧ１４６．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ４９７７（２０１３）０９ — ０８７４ — ０４
３．ＷｕｘｉＦｕｌａｉｄａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｘｉ２１４１９２，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉ．ｂａｓｅｄＮｉＣｒＢＳｉｓｅｌｆ－ｌｆｕｘｉｎｇａｌｌｏｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃａｓｔｉｎｇＷＣｗｅｒｅ
ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｏｘｙ — ａｃｅｔｙｌｅｎｅｌａｆｍｅｓｐｒａｙ－ｆｕｅｓｅｄｐｒｏｃｅｓｓ．Ｃｒｏｓｓ．ｓｅｃｔｉｏｎａｌｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｓｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅ
ｗｈｅｅｌａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｉｎｇｔｅｓｔｅｒ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｏｆｔｈｅｐｏｗｄｅｒａｎｄｔｈｅｗｏｒｎｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅ

摘要：在镍基合金粉末ＮｉＣｒＢＳｉ中添加不同比例的铸造碳化钨（ＷＣ），并采用氧乙炔火焰喷熔丁艺在低碳钢表面制
备了相应的Ｎｉ基ＷＣ复合涂层。采用金相显微镜观察了涂层的显微组织，采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机测试了
Ｅ仟ｅｃｔｏｆｔｈｅＣａｓｔｉｎｇＷＣＰｏｗｄｅｒＣｏｎｔｅｎｔｏｎｔｈｅＰｅｒ－ｆＯｒｍａｎＣｅＯｆＷＣＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＮｉ．ＢａｓｅｄＳｐｒａｙ — ＦｕｓｅｄＣｏａｔｉｎｇ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｏｐｔｉｃｓｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（０Ｍ）ａｎｄｔｈｅｉｒｗｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒｓｗｅｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄｂｙａＭＬＳ．２２５ｗｅｔｓａｎｄｒｕｂｂｅｒ