激光快速制备TiN／Al复合涂层及性能研究

正钛合金的高比强度和优异的耐腐蚀性能使它成为制造汽轮机低压末级叶片的理想材料。水蚀是造成汽轮机叶片失效的主要原因之一。在钛合金叶片表面制备耐水蚀保护涂层是解决水蚀问题的有效方法。华东理工大学张辉针对激光合金化工艺中存在     

热喷涂制备高熵合金涂层的研究现状与展望

首先介绍了高熵合金的理论基础。然后从不同的热喷涂工艺出发,综述了等离子喷涂、超音速火焰喷涂、高速电弧喷涂、冷喷涂四种技术在制备高熵合金涂层上的研究发展现状,重点从原料选用、制备工艺优化、性能研究、后处理工艺等方面对以上四种热喷涂技术制备高熵合金涂层的研究进行系统地归纳与总结。最后提出现有制备高熵合金涂层的热喷涂技术较少、热喷涂材料受限、高熵合金设计盲目这三个问题,针对性地提出了在优化已有技术的基础上开发新技术;开发高熵陶瓷、高熵非晶合金、高熵复合材料等新型热喷涂材料;沿用材料基因组理念建立高熵合金数据库这三点热喷涂制备高熵合金涂层在未来的发展趋势。      

电站锅炉一次风机叶片再制造技术及耐磨涂层性能研究

再制造技术具有优质、高效及环保的特点,电站锅炉一次机叶片的再制造具有十分显著的经济效益及节能、节材效果。本文在分析一次风机叶片的失效机理的基础上,制定了一次风机叶片的再制造工艺,采用两种超音速火焰喷涂工艺制备了微纳米WC-CoCr和微米WC-CoCr涂层,研究了四种涂层的孔隙率、力学性能和抗冲蚀磨损性能。结果表明:燃油型超音速火焰喷涂工艺制备的微纳米WC-CoCr涂层具有孔隙率低(0.26%)、显微硬度(1452HV_(0.2))和开裂韧性(4.41 Mpa·m~((-1/2)))高及抗冲蚀磨损性能优良的特点,能有效提高一次风机叶片的使用使命。     

涡轮叶片表面自动化制备热障涂层技术研究

设计了涡轮叶片表面热障涂层自动化喷涂系统,编制了喷涂工艺,在涡轮叶片表面制备的热障涂层各项性能满足批产指标要求。应用表明,该系统在复杂型面表面制备涂层的性能及批产过程中涂层质量一致性等优势具有极强的批生产应用价值,值得大力推广应用。     

制备工艺方法对 NiCrFeMo 涂层组织和性能影响研究

采用等离子喷涂、 超音速火焰喷涂和冷喷涂工艺制备了 NiCrFeMo 涂层, 并对涂层的金相性能、 不同基体 材料下涂层的结合性能、 不同温度下涂层的耐磨性能进行了检测。 实验结果表明： 采用冷喷涂工艺制备的涂层孔 隙率最低, 对应涂层的结合强度最高, 但冷喷涂工艺制备的涂层对基体材料较为敏感, 而超音速火焰喷涂和等离 子喷涂受基体材料影响不大。 在室温下, 冷喷涂涂层显示出较优的耐磨性能, 在高温下超音速火焰喷涂涂层显示 出较优的耐磨性能。     

等离子体喷涂高温抗氧化涂层制备与表征

高温抗氧化涂层是高温结构材料的重要研究内容之一。为了提高抗氧化涂层的性能,人们致力于新的涂层制备工艺和涂层材料开发。近年来,中国科学院上海硅酸盐研究所采用等离子体喷涂技术制备了非氧化物高温抗氧化涂层,并取得了初期结果。本文简要介绍采用大气和真空等离子体喷涂技术制备的MoSi2涂层具有良好的高温抗氧化性能;等离子体喷涂硅...     

不同热喷涂技术对铁基非晶涂层的电化学腐蚀性能的影响

文章分别采用等离子喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂制备了铁基非晶涂层。研究了不同喷涂技术制备铁基非晶涂层的显微结构和电化学腐蚀性能,探讨了喷涂技术类型对电化学腐蚀机理的影响。结果显示,三种热喷涂技术制备铁基非晶涂层的非晶含量分别为78.23%、85.41%、89.58%。其中,爆炸喷涂制备的铁基非晶涂层拥有最优的抗腐蚀性能。不同喷涂技术所制备的涂层孔隙率和非晶含量存在较大差异,进而影响了电化学腐蚀机理和抗腐蚀性能。     

不同喷涂工艺对Cr~(3+)掺杂Al_2O_3陶瓷涂层相结构及发光性能影响研究

通过火焰喷涂工艺和等离子喷涂工艺制备了Cr~(3+)掺杂Al_2O_3陶瓷涂层。采用扫描电镜、X射线衍射、荧光光谱仪等方法表征了涂层的微观形貌、孔隙率、相结构及发光性能等。对比两种不同工艺制备的Cr~(3+)掺杂Al_2O_3陶瓷涂层性能结果表明:等离子喷涂制备的涂层形貌、颗粒熔化状态、厚度均一性均优于火焰喷涂涂层,但火焰喷涂工艺涂层的发光性能远优于等离子工艺涂层,其原因是火焰喷涂制备的涂层中Al_2O_3粒子的熔融状态更差,保留了更多的α-Al_2O_3相,未熔粒子部分将以喷涂原粉中稳定的α-Al_2O_3结构存在涂层中进而影响其光学性能。     

用烧结型粉末喷涂的镍铬-碳化铬耐磨涂层

镍铬-碳化铬涂层是航空发动机常用的高温耐磨涂层之一。本研究通过优化大气等离子喷涂工艺,用烧结型粉末制备了镍铬-碳化铬涂层。涂层显微组织均匀,氧化物弥散分布、孔洞及未熔颗粒较小。Cr3C2-30%NiCr涂层的拉伸结合强度不小于40MPa,显著高于Metco81VF-NS粉末喷涂的涂层,用两种粉末喷涂涂层的表面洛氏硬度及耐砂粒冲蚀性能相近。Cr3C2-30%NiCr涂层性能符合设计要求,喷涂工艺现已被用于某型号发动机的前轴承机匣零部件的喷涂生产。     

超音速火焰喷涂工艺对WC-CoCr涂层的力学性能影响研究

采用超音速火焰喷涂（HVOF）在调质45钢表面制备WC-CoCr涂层,调节不同喷涂工艺制备3种涂层.运用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）手段及LeiCa DMIMR图像分析系统对所制备涂层的组织形貌和成份进行表征与分析;并利用显微硬度仪对涂层的力学性能进行表征.结果表明：WC-CoCr涂层的孔隙率随着喷涂距离的增加而减小,进一步增加时涂层的孔隙率反而增大,涂层的显微硬度也随着喷涂距离的增加而减小,喷涂距离为370时其显微硬度达到最优,显微硬度值为1477.61HV0.3.通过以上工艺对比分析可知喷涂距离对涂层的性能影响较大.     

热喷涂技术应用及研究进展与挑战

热喷涂作为重要的表面工程技术之一,是通过在材料表面制备材料保护涂层与功能涂层,赋予基体材料没有,但服役环境所必须的表面性能的方法。由于热喷涂可以制备从超过50%孔隙缺陷含量到接近完全致密的任意材料的涂层,基于缺陷控制可满足从可磨耗、耐高温隔热、耐磨损与耐腐蚀等不同服役要求,经过100余年的发展已经形成了包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、普通火焰喷涂等一系列方法,已经成为在众多产业领域,包括航天航空、交通运输、石油化工、电力能源、冶金钢铁、纺织与造纸、机械制造等,提高产品寿命与竞争力不可或缺的技术。制备可以提供耐磨损、耐环境腐蚀防护、耐高温隔热防护等保护涂层是热喷涂尤为重要的应用方面,热喷涂作为可显著提升结构零件耐磨损的涂层制备方法应用非常广泛,但在动载如冲蚀、空蚀、疲劳磨损、或高应力磨料磨损条件下,涂层材料的耐磨性能尚不能完全发挥;由于涂层总是存在一定的孔隙,难以以制备态直接用作长效耐腐蚀防护涂层,适当的封孔处理成为其用作耐腐蚀涂层的必要条件;包括以燃气轮机热障涂层为代表的耐高温隔热涂层等在航空与地面重型燃机中的应用,在欧美热喷涂市场中约占比60%,随着我国燃气轮机技术的发展,该市场潜力有望逐步得到发掘。热喷涂耐磨损涂层性能的进一步提升不仅需要开发新型硬质耐磨材料以及宽温域自润滑材料,还需要结合材料开发,发展可使粒子间结合充分的涂层制备方法,其次,基于涂层结构特征与服役性能关系控制磨损服役条件,防止源于粒子间脱落的加速磨损是确保长效磨损保护的基础。如何制备在喷涂态即可满足腐蚀介质不浸渗的致密涂层依然是热喷涂耐腐蚀涂层制备需要攻克的挑战。冷喷涂、等离子喷涂、物理气相沉积、液料热喷涂等新方法近年来发展迅速,与这些方法相配套的材料制备技术的发展将是这些新方法得到广泛应用的基础。新能源、医疗、民生、半导体等对导电、催化、生物活性、绝缘、耐刻蚀等功能涂层的需求也将有力推动热喷涂技术的发展。本文将结合目前热喷涂技术在国内外的应用现状与存在的问题,展望热喷涂技术进一步发展过程中有待解决的主要挑战性技术问题,为本领域技术人员合理认识热喷涂技术的特点,直面挑战,深入开展开发与基础研究,推动技术提供参考。     

一种新型WC-12Co粉末喷涂工艺优化与涂层性能研究

采用JP-8000型超音速火焰(HVOF)喷涂设备,在低碳钢基体上采用新型WC-12Co粉末和不同喷涂工艺参数制备了5种涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率、开裂韧性和单道次沉积厚度.并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜和金相显微镜对喷涂粉末、涂层的组织结构进行了观察.结果表明:该粉末...     

Estimation of the efficiency of application of protective coatings on the turbine blades in a gas turbine engine

The results of studying the efficiency of application of protective coatings on GTE turbine blades are presented. The efficiency of application of protective coatings in the production and repair of the blades is considered.     

Heat-resistant coatings for the high-pressure turbine blades of promising GTEs

Heat-resistant coatings are considered for the external surface of high-pressure turbine (HPT) single-crystal blades for promising gas turbine engines (GTEs) made from carbon-free nickel superalloys with rhenium or rhenium plus ruthenium. Nickel superalloys covered with heat-resistant coatings consisting of heat-resistant connecting layers and an external ZrO₂-(7–8 wt %)Y₂O₃ ceramic layer are subjected to heat resistance and high-temperature tests. The test results are used to choose the heat-resistant layer that ensures the highest properties of a composition heat-resistant coating. The use of sequential chemical and physical deposition methods for coating layers is shown to be required to protect HPT blades in promising GTEs. Medium-frequency magnetron plasmachemical deposition of ceramic layers in heat-resistant coatings with a low thermal conductivity is found to be promising.     

Industrial Electron-Beam Equipment for Deposition of Protective Coatings: Overview

Powder Metallurgy and Metal Ceramics - The current development of industrial electron-beam equipment for the deposition of protective coatings on gas turbine blades by high-speed electron-beam...     

涡轮钻具叶栅水力性能仿真优化技术研究

束流理论设计的涡轮钻具叶栅叶片,往往达不到预期的性能指标。采用实体建模、CFD前置处理器等工具真实、准确地建立涡轮定、转子的单周期跨叶片流道计算模型,对其内流场进行CFD仿真模拟。根据速度场分布情况进行叶型优化,同时模拟出优化设计后的涡轮在不同转速下的输出特性,并与实验数据进行对比,证明了应用CFD技术对涡轮钻具叶栅内流场模拟分析的有效性、准确性,为涡轮钻具水力性能预测、叶栅结构优化提供了一种有力技术手段。     

再制造工程中的热喷涂技术

再制造是废旧产品高科技维修的产业化,热喷涂技术是再制造的关键支撑技术之一。从基础及应用基础的角度研究了高速电弧喷涂金属间化合物耐高温冲蚀涂层、铝基氧化铝增摩涂层、Zn-Al-Mg-RE耐海水腐蚀涂层及高效能超音速等离子喷涂12Co-WC耐砂粒磨损涂层、Al2O3/TiO2纳米结构耐磨涂层。结果表明,热喷涂技术制备的涂层可以满足再制造对于耐磨、耐蚀等各种要求。     

热喷涂技术沉积环境屏障涂层（EBC）的评估

目前研究的环境屏障涂层用于防护在富含水蒸气的燃烧环境中使用的涡轮发动机部件,为实现本目的需要致密、无裂纹并且具有较好粘结力的涂层。本文对沉积Yb_2Si_2O_7和Si环境屏障涂层的不同热喷涂技术进行了评估。由于快速凝固导致的玻璃化转变以及含硅物质的蒸发,使得耐火硅酸盐材料的等离子喷涂很复杂。硅在喷涂过程中,尤其是在大气环境下,容易被氧化,因此低密度硅的等离子喷涂工艺也需要细致的优化。本文采用了大气等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)及等离子物理气相沉积(PS-PVD)分别制备了Yb2Si2O7涂层。分析了涂层的微观组织结构、非晶含量以及相组成,针对工艺参数和材料性能,讨论了每种喷涂技术相比于其他喷涂方法的优点和缺点。     

等离子喷涂WC-12Co涂层制备及耐磨耐蚀性研究

采用等离子喷涂方法,在不同送粉量和喷涂距离下制备WC-12Co涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、结合强度、表面硬度及耐磨耐蚀性能的影响.利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）测试分析了涂层的形貌和成分;利用显微硬度计测定了涂层的显微硬度;利用万能试验机测定了涂层的抗拉强度;利用高速环块磨损实验机测试了涂层的耐磨性能;利用CHI660D电化学工作站和三电极体系测试了涂层的电化学性能.结果表明,喷涂过程中送粉量和喷涂距离的改变对WC-12Co涂层的结合强度和硬度影响显著,喷涂过程中有新相产生,合理喷涂工艺参数的优选可使涂层的抗拉强度和表面硬度显著提高,涂层孔隙分布均匀,耐磨耐蚀性能良好.     

电弧喷涂技术制备复合金属涂层新进展

电弧喷涂技术具有高效率、低能耗、操作简单等优点,是制备复合金属涂层最常用的手段。本文综述了国内外利用电弧喷涂技术制备锌铝涂层、铁基合金涂层、镍基合金涂层的最新研究进展。最后,展望了用电弧喷涂制备复合金属涂层的发展方向。