一种新型内孔热喷涂技术及涂层性能研究

介绍了一种新型的内孔热喷涂技术———离心雾化等离子喷涂技术,并阐述了该技术的工作原理和工作过程。通过试验制取了3Cr13涂层和铝涂层,使用扫描电镜、能谱仪和光学显微镜等仪器设备对2种涂层的表面和截面进行观察分析,结果表明,通过该技术制取的涂层具有和传统电弧喷涂层类似的组织结构,并具有氧化物含量低,喷涂粒子大等特点。     

高速电弧喷涂FeCrBSiMnNbW非晶纳米晶涂层组织及性能

研究开发了一种FeCrBSiMnNbW新型喷涂粉芯丝材,并采用自动化高速电弧喷涂技术在镁合金基体上制备了FecrBsiMnNbw非晶纳米晶涂层。对Fe基非晶纳米晶涂层和传统的3Cr13涂层的组织结构、力学性能以及油润滑条件下的摩擦学性能进行了对比分析,结果表明：与3Cr13涂层相比,铁基非晶纳米晶涂层组织更加致密,孔隙率低,具有相对较高的硬度和拉伸结合强度;形成了非晶相和纳米晶相组成的复合结构,使得涂层具备更好的摩擦学性能。     

自蔓延反应喷涂表面涂层技术进展

围绕自蔓延反应喷涂技术与工艺研究和自蔓延反应喷涂相关理论研究两个方面,介绍了这一技术领域的发展状况。SHS反应喷涂技术将燃烧合成与传统热喷涂相融合,将各类高化学能的反应型粉材、线材引入喷涂技术中制备高性能陶瓷和金属间化合物涂层,发展了SHS反应药芯线材电弧喷涂、SHS等离子喷涂、爆炸反应喷涂以及SHS反应火焰喷涂等技术手段。一方面,对其中的配系设计、控制参数、涂层性能和相关设备等方面开展了深入的实验研究;另一方面,围绕涂层形成过程、喷涂条件下的反应机理与模式,以及反应喷涂过程中的能量状态和粒子的物理状态等方面开展了初步的理论研究,正在构筑较完整的理论体系。     

超音速等离子喷涂连续梯度热障涂层工艺优化研究

采用"双通道、双温区"超音速等离子喷涂工艺制备了Ce-YSZ/NiCoCrAlY连续梯度热障涂层(CG-TBCs)。借助热喷涂粒子状态在线监测系统Spraywatch-2i,分别研究了电弧功率、喷涂距离对Ce-YSZ/NiCoCrAlY粒子速度和温度的影响。实验结果表明,当电弧功率为70 kW和68 kW时,Ce-YSZ与NiCoCrAlY粒子速度达到最高,分别为620 m/s和430 m/s。Ce-YSZ和NiCoCrAlY粉末粒子的平均温度均随电弧功率的增加而上升,但当功率分别达到60 kW和65 kW时,粒子温度的上升趋势不再明显。电弧功率选择在68 kW,喷涂距离定为90 mm左右时,制备的CG-TBCs在经历100次热循环后,其表面和内部均未出现明显的裂纹,具有优异的热震性能。     

镁合金表面电弧喷涂Fe基非晶纳米晶涂层的性能

采用自动化高速电弧喷涂技术在镁合金基体上制备了FeCrBSiMoNbW非晶纳米晶涂层。采用Flir A20M型红外热像仪对Fe基非晶纳米晶喷涂层的表面温度场进行了实时监测。对Fe基非晶纳米晶涂层和传统的3Cr13涂层的组织结构、力学性能以及摩擦学性能进行了对比分析。实验结果表明：Fe基非晶纳米晶涂层组织致密,孔隙率低,具有相对较高的硬度和拉伸结合强度;形成了非晶相和纳米晶相组成的复合结构,使得涂层具备较好的耐磨减摩性能。     

电弧功率对超音速等离子喷涂氧化铝粒子状态及涂层性能的影响

采用超音速等离子喷涂工艺制备了氧化铝涂层,借助热喷涂粒子状态在线监测系统Spraywatch-2i、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪(HVS-100)研究了电弧功率及其匹配对氧化铝粒子温度、速度及涂层组织性能的影响.试验结果表明粒子的温度、速度随功率的增大分别呈持续上升与先上升后下降的趋势;在相同功率下,电流对粒子速度、温度的影响要大于电压对其的影响,温度、速度的变化趋势与电流变化趋势一致,随着电流的增大、电压的减小,这种变化逐渐趋于平缓,60 kW为超音速等离子喷涂制备Al2O3涂层的最佳功率参数.     

FeAlCrNbB金属间化合物复合涂层的制备与表征

研究开发了一种FeAlCrNbB新型喷涂粉芯丝材,并结合自动化高速电弧喷涂工艺制备了该材料的复合涂层,分析了涂层的常规力学性能、组织结构和油润滑条件下的滑动摩擦磨损性能,并和常规FeAl涂层进行了对比。结果显示:FeAlCrNbB涂层具有相对较高的显微硬度和拉伸结合强度、低的孔隙率,组织致密,形成了由Fe-Al金属间化合物相、氧化物以及少量非晶和纳米晶组成的复合结构,由于这种复合结构的材料特征,使涂层具备较好的耐磨损性能。     

自反应电弧喷涂复相陶瓷涂层工艺研究

以Ti-B4C-C为粉芯、金属Al为外皮材料制备了粉芯丝材,利用自反应电弧喷涂技术在钢基体表面制备了Ti(C,N)-TiB2-Al2O3复相陶瓷涂层.研究了喷涂电压、电流、气压及喷涂距离等工艺参数对涂层的影响,并以涂层孔隙率为评价指标,优化了喷涂工艺.结果表明:对涂层质量影响因素由大到小依次为喷涂距离、气压、电流、电压;优化工艺为喷涂电流120 A、电压36 V、气压0.7 MPa、距离160 mm,在该工艺条件下制备的复合涂层由TiB2、TiC0.3N0.7、TiN、Al2O3、AlN等多相组成,孔隙率约为2.11％,力学性能好.     

应用电弧喷涂技术治理舰船钢结构腐蚀

本文论述了舰船钢结构的腐蚀机理,腐蚀特点及影响因素.指出电弧喷涂铝复合涂层能够长期有效地对舰船钢结构进行腐蚀保护,延长舰船钢结构的使用寿命,这是其它任何腐蚀防护技术都难以实现的.电弧喷涂铝复合涂层的具体涂层设计是:电弧喷涂铝金属涂层十有机封闭涂料涂层十常规舰船面层涂料涂层.     

基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术

材料制备与成形一体化技术是装备再制造关键技术之一。对于一些难以合成及加工成形的材料,采用高速电弧喷涂粉芯丝材的方法,通过喷涂弧区的快速、动态冶金过程,同步实现新材料的合成与成形,即在再制造快速成形过程中实现新材料的合成与制备。这一技术一方面可通过新材料设计,制备出赋予零件防腐蚀、耐磨损、耐高温等性能的涂层体系,另一方面它突破了热喷涂技术只能制备薄涂层传统观念,在开展制造零件用的快速成形材料方面也具有良好的研究空间。基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术在舰船钢结构长效防腐、电站锅炉管道防护、装备零件成形制造与再制造等领域具有良好的应用前景。     

扩展弧超音速等离子喷涂系统及其陶瓷涂层特点

本文介绍了八十年代末出现的超音速等离子喷涂系统,分析了稳定集聚的高热焓、超高速的超音速等离子焰流的形成机理及其对喷涂颗粒的作用,比较了超音速等离子喷涂与常规的大气等离子喷涂的陶瓷涂层的质量,指出超音速等离子喷涂是一项用于获得高质量的陶瓷涂层的新技术.     

Feasibility of surface-coated friction stir welding tools to join AISI 304 grade austenitic stainless steel

An attempt is made to develop the tools that are capable enough to withstand the shear, impact and thermal forces that occur during friction stir welding of stainless steels. The atmospheric plasma spray and plasma transferred arc hardfacing processes are employed to deposit refractory ceramic based composite coatings on the Inconel 738 alloy. Five different combinations of self-fluxing alloy powder and 60% ceramic reinforcement particulate mixtures are used for coating. The best friction stir welding tool selected based on tool wear analysis is used to fabricate the austenitic stainless steel joints.     

军用装备镁合金表面微弧氧化层SEM微观形貌及耐蚀性分析

利用微弧氧化技术的恒电流方式,在含有Na：SiO,和KF等电解质的溶液中制备了AZ91D镁合金微弧氧化层,通过扫描电镜观察分析及Cu加速盐雾腐蚀试验,研究了电解液中Na：SiO,和KF质量浓度对微弧氧化层结构及耐蚀性的影响。结果表明：在相同反应条件下,微弧氧化层厚度和表面粗糙度随Na：SiO,和KF质量浓度的增加而增加,微弧氧化层的耐蚀性取决于其表面粗糙度和厚度,粗糙度小、具有一定厚度的致密微弧氧化层耐蚀性好。     

高速电弧喷涂耐磨涂层性能研究

将低碳马氏体和3Cr13+AlRE伪合金高速电弧喷涂层进行了性能和组织结构的对比分析。实验结果表明,与伪合金涂层相比,低碳马氏体涂层呈现出更优异的力学性能、耐磨性能和机械加工性能。该涂层可用于发动机曲轴等零件的再制造。     

离子镀TiN涂层工艺参数优化及工作距离对表面质量的影响

采用多弧离子镀(multi-arc deposition)沉积TiN涂层,分析工艺参数对涂层表面质量的影响。首先以硬度为考核指标,设计了Ti弧流、N2流量、Ar流量、烘烤温度和偏压的5因素、4水平L16(45)正交试验,优化工艺参数。然后分析了优化工艺参数条件下,工件到靶材的距离(工作距离)对涂层表面质量的影响。采用SEM分析了表面形貌,通过截面形貌确定了涂层厚度;采用Nano-indentation测定了涂层硬度。结果发现:5个因素对涂层硬度的影响程度不同,影响硬度的因素主次顺序为Ti弧流—Ar流量—偏压—烘烤温度—N2流量;试验条件下,5因素的最优水平依次为70 A,10 sccm,40 V,350℃,44 sccm;存在最佳工作距离(约30 cm),使涂层表面质量最佳。     

陶瓷/金属梯度热障涂层的制备及性能评价

为了评价陶瓷/金属梯度热障涂层的性能,设计了4种涂层方案和2种基体材料(1Cr18Ni9Ti和2Cr13).利用单枪单送粉器成功地制备了线性梯度涂层.通过观察涂层的微观结构、测量涂层的抗热震性能和热残余应力来评价涂层的性能.利用扫描电镜对各种陶瓷涂层的微观结构进行了观察和分析,利用X射线能谱分析得到了陶瓷梯度涂层试样中的不同区域的衍射图.热震试验表明,梯度涂层比非梯度涂层具有更好的抗热震性能.采用钻孔法对不同涂层方案进行了残余应力的测量,结果表明,压应力出现在1Cr18Ni9Ti基体材料上,而拉应力出现在2Cr13基体材料上.     

Performance characterization of Ni60-WC coating on steel processed with supersonic laser deposition

Ni60-WC particles are used to improve the wear resistance of hard-facing steel due to their high hardness. An emerging technology that combines laser with cold spraying to deposit the hard-facing coatings is known as supersonic laser deposition. In this study, Ni60-WC is deposited on low-carbon steel using SLD. The microstructure and performance of the coatings are investigated through SEM, optical microscopy, EDS, XRD, microhardness and pin-on-disc wear tests. The experimental results of the coating processed with the optimal parameters are compared to those of the coating deposited using laser cladding.