Cr_3C_2-NiCr涂层的工程化应用研究

从工程化应用的角度出发,比较了超音速火焰喷涂工艺(HVOF)和等离子喷涂工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层性能差别,发现HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层质量明显优于等离子喷工艺,从而采用HVOF工艺作为Cr3C2-NiCr涂层优选的喷涂方法。HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr陶瓷涂层具有硬度高(HV300>9800MPa)、孔隙率低(<0.9%)、与基体结合强度高(>70MPa)等特点,满足柴油机关键部件缸套涂层的使用要求。     

金属间化合物NiAl-Ta-Cr高速火焰喷涂工艺及涂层特性

采用高速火焰（HVOF）热喷涂工艺制备了金属间化合物NiAl-Ta-Cr涂层.研究了喷涂距离、氧气流量以及燃气流量等工艺参数对涂层组织结构和性能的影响.用光学显微镜观察涂层的组织结构并测定涂层的孔隙率,用LECOTC316气体抽提仪检测涂层的氧含量.结果表明,氧气流量、喷涂距离等工艺参数对涂层性能的影响比较明显.随着喷涂距离的增加,涂层的氧含量降低;O/H比率越大,涂层的氧含量越高,而孔隙率降低,沉积率越高.涂层经1100℃,4 h真空热处理后,变得更加均匀和致密,孔隙率降低,但涂层的硬度有所降低.涂层经1100℃,100 h高温氧化处理后,在涂层表面生成了连续的氧化铝氧化层,硬度比真空退火后略有下降.     

等离子喷涂W-TiC涂层的组织和性能研究

分别采用普通大气等离子喷涂和超音速大气等离子喷涂技术在低活化钢表面制备了添加1.5%TiC(质量分数)的钨基涂层。研究了涂层的组织和密度、氧含量、孔隙率和热导率等物理性能。结果表明,用两种工艺制备的涂层中,TiC主要分布于钨片层之间和未熔钨颗粒周围,对片层和颗粒起连接作用;与采用普通大气等离子喷涂制备的涂层相比,超音速大气等离子喷涂的W-TiC涂层的组织更加致密,氧含量降低了0.1%,孔隙率下降近一半,热导率提高至119.6 W/(mK)。     

三种超音速热喷涂工艺制备WC-12Co涂层的组织结构分析

用新研制的超音速等离子喷涂(S—APS)和2种进口超音速火焰喷涂(HVOF)设备制备了WC—12Co涂层，分析了3种喷涂工艺对涂层的表面和断面显微形貌、组织结构、孔隙率和氧化、脱碳，以及涂层的显微硬度、结合强度的影响。结果表明，在所试验的条件下，超音速等离子喷涂WC—12Co涂层显示出最致密的组织结构和最高的显微硬度。     

微观组织结构对NiCrAlY涂层抗高温氧化性能的影响

利用低压等离子喷涂(LPPS)和超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备出具有两种典型组织的Ni Cr Al Y涂层,分别为层片状组织和粉末颗粒堆积结构。两种涂层的耐高温氧化性能试验在空气条件下进行,1 100℃分别保温5、10和20 h,以及在1 200℃和1 300℃分别保温10 h。结果表明,在1 100℃等温氧化条件下,层片状结构的LPPS涂层的抗高温性能优于颗粒堆积结构的HVOF涂层,并且随着保温时间的增加,氧化增重呈现抛物线形式增长。在1 200℃和1 300℃变温氧化过程中,颗粒堆积结构的HVOF涂层的抗高温氧化性能高于LPPS涂层。     

高速火焰喷涂高质量NiCoCrAlTaReSiY抗氧化涂层

研究了用高速火焰喷涂(HVOF)替代低压等离子喷涂(LPPS)沉积高质量的MCrAlY涂层。试验用粉料为NiCoCrAlTaReSiY,采用以煤油为燃料的K2型HVOF系统沉积涂层,研究喷嘴长度、喷涂工艺参数对粉末沉积工艺过程以及涂层性能的影响;测量涂层的孔隙率及氧含量,观察涂层经真空热处理以及高温空气氧化后的显微结构,测量了Al、O等元素在氧化涂层中的分布。结果表明,所沉积的NiCoCrAlTaReSiY涂层具有优越的抗氧化性。     

喷涂工艺对MoSi2-Al2O3涂层组织与性能的影响

目的在不锈钢表面制备一种可服役于高温富氧环境中的抗高温氧化防护涂层。方法采用MoSi_2-Al_2O_3团聚烧结粉末为喷涂原料,分别利用等离子喷涂和火焰喷涂两种工艺在310S不锈钢表面制备MoSi_2-Al_2O_3抗高温氧化涂层。采用SEM、EDS、XRD和粗糙度测量仪分析涂层的组织结构,使用拉伸法检测涂层的结合强度,采用高温氧化实验表征涂层的抗高温氧化性能。结果等离子喷涂涂层中的粉末熔化程度较火焰喷涂涂层更高,涂层呈现致密的堆叠结构且Si、O元素分布更为均匀。等离子喷涂涂层的结合强度为24.25 MPa,较火焰喷涂涂层提高了约68%。经1200℃高温氧化试验后,火焰喷涂涂层出现粉化,氧化剧烈并发生剥落,而等离子喷涂涂层未出现粉化现象,涂层结构完好。在高温氧化过程中,由于等离子喷涂涂层组织致密,可有效避免涂层粉化,均匀分布的Si元素在涂层氧化过程中更易产生SiO_2并对涂层裂纹进行有效填补,阻碍了氧原子向涂层内部扩散,因此涂层抗高温氧化性优异。结论采用等离子喷涂技术能够在310S不锈钢表面制备出组织结构、结合强度及高温性能更好的MoSi_2-Al_2O_3涂层。     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

DD90单晶高温合金热障涂层抗氧化及热循环性能

在第3代单晶高温合金DD90上制备热障涂层,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备NiCrAlY+NiCoCrAlTaY双层结构的粘结层,大气等离子喷涂(APS)制备YSZ和MSZ/YSZ结构的陶瓷层。在1150℃抗氧化试验中,YSZ涂层增重量明显高于MSZ涂层。在1200℃热循环250次后,2种涂层没有发生明显相变,MSZ涂层抗烧结性更优异。2种涂层TGO主要由Al₂O₃及少量尖晶石结构的混合氧化物组成。双层粘结层减少了Al元素向基材的扩散,而Cr元素由于浓度梯度扩散导致拓扑密堆(tcp)相的析出及二次反应区(SRZ)深度的增加。     

真空热处理双粘结层热障涂层抗氧化性能

传统单层结构粘结层热障涂层抗氧化性能不足寿命短,采用超音速火焰喷涂(high velocity oXy-fuel,HVOF)和大气等离子喷涂(atmosphere plasma spray,APS)制备双层结构粘结层,对粘结层进行真空热处理,研究热障涂层的抗氧化性能.结果 显示,经过1050℃×3 h真空热处理,粘结层...     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

外加颗粒增强表层复合材料制备方法；不同制备工艺对MoSi2涂层抗氧化性能的影响；粉芯丝材电弧喷涂层高温腐蚀行为；钛合金表面等离子弧喷涂Y2O3稳定的Zro2涂层的扫描热显微镜分析；棒材等离子弧喷涂法制备Fe80P18C7非晶态合金涂层的成形特征；     

喷涂粉末对MoSi_2涂层结构的影响

以自蔓延合成MoSi2粉末和团聚体MoSi2粉末为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了二硅化钼涂层,考察了两种喷涂用粉末对MoSi2涂层的相组成和微观组织的影响。结果表明,自蔓延合成粉末制备的MoSi2涂层含有较多的Mo5Si3和Mo相,不利于涂层的抗氧化性能;采用团聚体粉末为喷涂原料,可制备出含有少量的Mo5Si3相和Mo相且致密性较好的MoSi2涂层。     

喷涂用MoSi2粉末的制备及其在等离子弧中的熔化特性

采用喷雾干燥和真空烧结技术制备MoSi2团聚颗粒,以MoSi2团聚粉末为原料,通过大气等离子喷涂法制备二硅化钼涂层,借助XRD、扫描电镜及能谱对团聚体粉末在等离子焰流中的熔化特性和涂层的组织结构进行研究.结果表明:团聚粉末在1200℃真空热处理1 h后,粉末的流动性和松装密度分别提高55.6%和42.0%,适合等离子喷涂用.MoSi2颗粒经过高温等离子焰流后,粉末熔化充分,大多数团聚体粉末发生烧结过程,颗粒的平均粒度减小,形成较致密的球形颗粒.在喷涂过程中,部分四方相MoSi2(t)转变为六方相MoSi2(h)或氧化形成了少量的Mo<,5>Si3相,涂层中的富钼相呈"网状"组织结构.     

高性能纳米氧化锆热障涂层性能研究

采用HVOF 技术喷涂金属粘结层NiCrAlY 作为底层,采用APS 技术喷涂纳米氧化锆陶瓷层作为面层,制备高性能热障涂层。设计正交试验优化HVOF 和APS 工艺,分析了优化工艺制得的热障涂层的微观形貌及性能。分析表明,NiCrAlY 涂层孔隙率小于2%,纳米氧化锆涂层孔隙率为15%。通过胶膜法测得纳米氧化锆热障涂层喷涂态的结合强度为30.4 MPa,且涂层经1100 益水淬50 次后表面无宏观裂纹,热生长氧化层为致密的Al2O3。     

超音速火焰喷涂纳米结构涂层研究进展

超音速火焰(High Velocity Oxy -Fuel,简称HVOF)喷涂具有高速和相对较低的温度两个重要特征,能够获得比普通火焰喷涂或等离子喷涂(Plasma Spray,简称PS)结合强度更高的致密涂层.纳米材料具有独特的表面效应、体积效应及量子尺寸效应,其电学、力学、磁学、光学和热学等性能产生了惊人的变化.随着材料科学技术的深入发展, 在实际生产和生活中运用性能优良的纳米材料倍受人们关注,其中,采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料的最具前途的方法之一.从目前国内外的情况来看,HVOF喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展.综合国内外文献,总结了HVOF喷涂制备纳米结构涂层的研究现状,着重阐述了热喷涂纳米涂层的基本过程和结合机理,指出了利用HVOF喷涂纳米结构涂层存在的问题,并对热喷涂纳米结构涂层的发展前景作了展望.     

热喷涂钴基合金涂层的耐气蚀性能

评价了用于耐蚀涂层的热喷涂钴基合金涂层的抗气蚀性能。钴基合金涂层分别用低压等离子喷涂(LPS)和高速氧燃料气火焰喷涂(HVOF)喷涂在AISI304不锈钢基体上,其中每种涂覆试样的一半试样进行了1073K×1h的后续加热处理。在本试验中,为了进行评价而测量了试样的重量损失。由气蚀试验得到如下结果:1)用LPS喷涂的两种涂层(喷后加热处理的和喷涂态的)比HVOF涂层具有更优越的抗气蚀性能;2)对于LPS喷涂层,喷后加热处理过的涂层与喷涂态的涂层具有相同的重量损失;3)对HVOF涂层喷后热处理非常有效地改善了抗气蚀性能。     

超音速火焰喷涂MCrAlY粘结层对热障涂层热震性能的影响

分别采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)和等离子喷涂技术(APS)在高温合金GH99上制备MCrAIY粘结层(BC),对比研究了HVOF和APS喷涂BC对热障涂层(TBC)热震性能的影响.结果表明:APS喷涂BC界面不平整,起伏较大,而HVOF喷涂BC界面较为平整.经200次热循环后,APS喷涂TBC部分陶瓷层(TC)出现剥落,而HVOF喷涂TBC仅出现细小的微裂纹,生成的热生长氧化物(TGO)比较厚.APS喷涂TBC经过350次热循环后,涂层出现大面积剥离现象.而HVOF热障涂层直到热震430次后,才出现涂层剥落现象.拉曼光谱(RFS)残余应力分析表明,HVOF热障涂层残余应力随热循环次数的增加而增大,热震350次后APS热障涂层残余应力为650MPa,而HVOF热障涂层热震400次后其应力值仅为571 MPa.可知,HVOF显著地提高了TBC的热震性能.     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

热喷涂纳米结构Al2O3／TiO2涂层及其应用，镍基非晶合金涂层的制备与腐蚀性能，基于电弧喷涂的快速钢基横具制造，等离子弧喷涂Al2O3陶瓷涂层低温抗热震性能的研究,离心霉化等离子弧喷涂粒子的形成及其分布研究，     

Al2O3弥散强化Ni-Cr合金粉的微束等离子喷涂

用行星式球磨技术制备了Al2O3弥散强化Ni-Cr合金粉末.为改善球磨后粉末的流动性,对粉末进行了喷雾造粒,并利用微束等离子喷涂(MPS)技术制备涂层.采用XRD、SEM等方法研究弥散强化粉末及其喷涂层的微观组织结构.试验结果表明,球磨加工后,Al3O3颗粒尺寸为微纳米级,并弥散分布于Ni-Cr基体粉末中.经微束等离子喷涂后,涂层结构较致密,孔隙率低(<2%).涂层经650 ℃高温耐冲蚀试验后,发现微纳米结构涂层的耐冲蚀性良好,这与Al2O3陶瓷对涂层的增韧机理有关.     

铝合金异形曲面热喷涂涂层的制备及性能研究

采用大气等离子喷涂（APS）（液态CO2气化冷却和未冷却）和超音速火焰喷涂（HVOF）,在模拟加力泵涡壳的异形铝合金工件内曲面,制备了耐气蚀性较好的3种涂层,并考察涂层和异形曲面基体的结合情况及涂层的相组成、显微硬度和孔隙率。结果表明：HVOF在其焰流无法垂直喷涂的部位涂层与基体结合较差;未使用CO2冷却的APS涂层卷曲,涂层中有明显裂纹;使用CO2冷却的APS涂层与基体结合良好,涂层中没有裂纹,该工艺是目前在铝合金异形曲面制备热喷涂涂层的有效途径。