不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究

张永忠; 涂义; 金具涛; 石力开

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.007

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究

张永忠 , 涂义 , 金具涛 , 石力开

文章导航 > 激光技术 > 2010 > 34(1): 22-25

引用本文:

Citation:

不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究

1.
北京有色金属研究总院, 国家有色金属复合材料工程技术研究中心, 北京, 100088

作者简介: 张永忠(1970- ),男,博士,教授级高工,主要从事金属零件的激光熔化沉积成形和激光表面熔覆的研究开发工作,E-mail:yyzhang@grinm.com.

基金项目:
国家九七三重点基础研究发展计划资助项目(2006CB605206-1)
中图分类号: TG174.2;TG665

Study on laser clad cobalt-free nickel-based alloys coatings on stainless steel

1.
National Engineering Research Center for Nonferrous Metals Composites, General Research Institute for Non-ferrous Metals, Beijing 100088, China
CLC number: TG174.2;TG665

摘要: 为满足某装置用阀门密封面材料不能含有钴的要求,通过激光熔覆两种无钴镍基合金粉末,在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出具有梯度硬度分布的较厚涂层,分析了涂层的微观组织、硬度及界面结合强度。结果表明,采用硬度较低的镍基合金涂层作为过渡层,解决了具有较高硬度镍基合金涂层的开裂问题;涂层与基体及两种镍基合金涂层之间界面连续过渡,硬度呈梯度变化,涂层表面硬度达HRC47;涂层与基体界面为完全冶金结合,其界面结合强度大于565MPa;经弯曲及热震试验后,涂层未出现开裂及剥落现象,说明涂层具有良好的抗热震性能。
- 激光技术 /
- 激光熔覆 /
- 无钴镍基合金涂层 /
- 微观组织 /
- 硬度 /
- 界面结合强度
Abstract: To meet the cobalt-free requirement for a certain valve, thicker coating with gradient hardness distribution was prepared on 0Cr18Ni10Ti stainless steel by laser cladding two kinds of cobalt-free nickel-based alloy powder. The microstructure, hardness and the interface bonding strength of the coating were analyzed. The results showed that using nickel-based alloy with lower hardness as a transition layer, the problem of cracking for nickel-based alloy coating with higher hardness could be resolved. The interfaces between the coating and the substrate as well as these two nickel-based alloy coatings were smoothly transited. The hardness was also gradient along the cross-section of the coating. The hardness of the coating surface was about HRC47. The coating was metallurgically bonded with the substrate. And the interface bonding strength of the coating was higher than 565MPa. There was no de-bonding and cracking after bending and thermal shock test, indicating the good anti-thermal shock property of the coating.
- laser technique /
- laser cladding /
- cobalt-free nickel-based alloy coating /
- microstructure /
- hardness /
- interface bonding strength

[1]	LIN L Z,LIU Y C,LIU X L,et al.Surfacing technology of Ni-alloy on valve's sealing face[J].Welding,2006(4):29-32(in Chinese).
[2]	GURUMOORTHY K,KAMARAJ M,RAO K P,et al.Microstructural aspects of plasma transferred arc surfaced Ni-based hardfacing alloy[J].Materials Science and Engineering,2007,A456(1/2):11-19.
[3]	LIU R,TAO X Q,PAN L,et al.Structures and properties of laser cladding layer and plasma spraying layers on WF281 alloy[J].Materials Protection,2004,37(5):48-49(in Chinese).
[4]	ZHANG C L.Study on microstructure of laser cladding Co-base alloy on nuclear valve parts[J].Laser Technology,2001,25(2):129-133(in Chinese).
[5]	WANG X L,LI B W,ZHENG Q G.Study on the corrosion resistance of laser cladding layer on the sealing surface of nuclear valve[J].China Surface Engineering,2003,16(6):10-12(in Chinese).
[6]	DAI H,PAN C X.Influence of laser cladding on microstructures of cobalt-based alloy hermetic surface of valves[J].Materials for Mechanical Engineering,2002,26(6):25-27(in Chinese).
[7]	CHANG S S,WU H C,CHEN C.Impact wear resistance of Stellite 6 hardfaced valve seats with laser cladding[J].Materials and Manufacturing Processes,2008,23(7):708-713.
[8]	PERSSON D H E,JACONBSON S,HOGMARK S.Effect of temperature on friction and galling of laser processed Norem 02 and Stellite 21[J].Wear,2003,255(1):498-503.
[9]	PERSSON D H E,JACOBSON S,HOGMARK S.Antigalling and low friction properties of a laser processed Co-based material[J].Journal of Laser Applications,2003,15(2):115-119.
[10]	SU Z D.Deposit welding on sealing surface for nuclear class valves[J].Valve,2007(5):18-25(in Chinese).
[11]	OCKEN H,FINDLAN S J,PHILLIPS M K.Cobalt-free hardfacing alloys with improved welding characteristics:U S,5702668[P].1997-12-30.

[1]	王杉杉 , 师文庆 , 吴腾 , 程才 , 朱志凯 , 陈熙淼 , 谢林圯 , 何宽芳 . WC质量分数对激光熔覆Ni基涂层组织和性能的影响. 激光技术, 2023, 47(4): 463-468. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.004
[2]	林成虎 , 任靖日 , 贺春林 . 激光原位碳化铬-镍基复合涂层的组织特征. 激光技术, 2014, 38(2): 186-190. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.009
[3]	李胜 , 胡乾午 , 曾晓雁 . 激光模式对激光熔覆层质量的影响. 激光技术, 2005, 29(6): 667-669.
[4]	宋新华 , 邹宇峰 , 邢家坤 , 李维逸 . 35CrMo激光熔覆铁基合金与镍基合金涂层性能比较. 激光技术, 2015, 39(1): 39-45. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.008
[5]	杨宁 , 李立凯 , 晁明举 . 激光熔覆原位生长VC-WxC颗粒增强镍基涂层研究. 激光技术, 2012, 36(5): 627-631. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.013
[6]	王维夫 , 孙凤久 , 王茂才 . 铝合金表面激光熔覆铜基合金涂层研究. 激光技术, 2008, 32(3): 240-243.
[7]	张永忠 , MEACOC CKhris , VILAR Rui . 激光微沉积合金粉末制造薄壁零件的试验研究. 激光技术, 2006, 30(6): 621-624.
[8]	侯果 , 朱颖 , 郭伟 , 范博文 , 黄帅 . 激光冲击强化对TC17微观组织和表面硬度的影响. 激光技术, 2017, 41(1): 68-73. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.015
[9]	姜志恒 , 石岩 , 刘佳 , 李凌宇 , 陈奎明 . 磁场辅助激光沉积涂层微观组织与性能研究. 激光技术, 2019, 43(2): 154-160. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.02.002
[10]	唐海国 , 高明 , 曾晓雁 . 镁合金厚板激光焊缝组织及抗拉强度研究. 激光技术, 2011, 35(2): 152-155. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.003
[11]	魏仑 , 陈庆华 , 龙晋明 , 李建国 , 蔡英文 . 激光熔覆原位自生复相陶瓷颗粒增强涂层. 激光技术, 2002, 26(4): 246-249.
[12]	李强 , 张永忠 , 李劲风 , 林庆彬 , 张钦钊 , 刘紫兰 . 激光熔覆316L不锈钢涂层的结构与腐蚀性能. 激光技术, 2004, 28(3): 237-240,270.
[13]	杜利平 , 梁二军 , 陈长青 , 雒江涛 . CeO2对镍基碳化钨激光熔覆层性能的影响. 激光技术, 2002, 26(5): 354-356.
[14]	李欣欣 , 张宏 , 刘凤德 , 刘双宇 , 徐春鹰 . 高氮钢复合焊接接头组织性能分析. 激光技术, 2018, 42(3): 341-345. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.03.010
[15]	崔爱永 , 胡芳友 , 卢长亮 , 赵培仲 , 胡滨 , 付鹏飞 . 激光熔覆钛基梯度功能涂层组织和性能研究. 激光技术, 2012, 36(2): 258-261. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.030
[16]	王飞 , 姚振强 . 激光冲击强化黄铜的实验研究. 激光技术, 2006, 30(5): 511-513.
[17]	李刚 , 贾孟东 , 刘丽 , 侯俊英 . 激光熔覆Ni42Zr30Ta28非晶合金涂层组织与性能研究. 激光技术, 2010, 34(3): 306-308,338. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.006
[18]	王胜 , 邵思程 , 毕少平 , 刘文军 , 吴军 , 余文利 . TC4表层激光熔覆Fe基合金层组织及性能研究. 激光技术, 2022, 46(5): 653-656. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.05.012
[19]	龚佑品 , 鲁玮瑗 , 袁晓敏 . 激光熔覆TiB2增强Co基合金涂层的组织与性能. 激光技术, 2008, 32(2): 122-124.
[20]	张国祥 , 姚东伟 . 激光淬火基体对镀铬层界面剪切强度的影响. 激光技术, 2012, 36(4): 527-531. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.023

点击查看大图

计量

文章访问数: 5398
HTML全文浏览量: 675
PDF下载量: 317
被引次数: 0

不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究

作者简介: 张永忠(1970- ),男,博士,教授级高工,主要从事金属零件的激光熔化沉积成形和激光表面熔覆的研究开发工作,E-mail:yyzhang@grinm.com

1. 北京有色金属研究总院, 国家有色金属复合材料工程技术研究中心, 北京, 100088

收稿日期: 2009-02-10
录用日期: 2009-02-16
网络出版日期: 2010-01-25

基金项目: 国家九七三重点基础研究发展计划资助项目(2006CB605206-1)

关键词:

摘要: 为满足某装置用阀门密封面材料不能含有钴的要求,通过激光熔覆两种无钴镍基合金粉末,在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出具有梯度硬度分布的较厚涂层,分析了涂层的微观组织、硬度及界面结合强度。结果表明,采用硬度较低的镍基合金涂层作为过渡层,解决了具有较高硬度镍基合金涂层的开裂问题;涂层与基体及两种镍基合金涂层之间界面连续过渡,硬度呈梯度变化,涂层表面硬度达HRC47;涂层与基体界面为完全冶金结合,其界面结合强度大于565MPa;经弯曲及热震试验后,涂层未出现开裂及剥落现象,说明涂层具有良好的抗热震性能。