双丝电弧喷涂Ni-Al粉末特征及复合涂层显微结构

采用双丝电弧喷涂在6061-T6铝合金基体上制备Ni-5Al(质量分数,%)为底层,Ni-20Al(质量分数,%)为面层的Ni-Al复合涂层。通过不同雾化气体压力并利用机械手以水方式回收喷涂Ni-Al粉末,利用扫描电镜观察粒子形貌特征,对喷涂过程中的Ni-Al粉末表面和截面形貌进行了分析。采用SEM,EDS,XRD和TEM对涂层的显微结构进行了表征。试验结果表明,双丝电弧喷涂过程中,喷涂熔滴粒子随着雾化压力的增大,尺寸减小,从表面形貌上观察,2种丝材喷涂过程中产生的熔融粒子形态没有明显差别,都是由Al2O3和Ni的Al化物组成。双丝电弧喷涂获得的Ni-Al复合涂层,Ni-5Al(质量分数,%)涂层中的主相是Ni固溶体,还包括少量Ni O,Al2O3和Ni3Al4;Ni-20Al(质量分数,%)涂层中的主要组成相为Ni固溶体、Ni Al和Ni3Al。涂层中存在非晶相和等轴晶,经过电子探针能谱分析,主要由Ni,Al和O等元素构成。     

电弧喷涂Ti6Al4V涂层组织与耐磨损性能

采用ZPGD-400型电弧喷涂机在Q235钢基体上喷涂Ti6Al4V涂层,并借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及滑动磨损试验机对喷涂涂层的显微组织、结合状态、硬度以及磨损表面进行分析.结果表明,Ti6Al4V涂层组织呈典型的层状特征,孔隙少,涂层与基体结合紧密,涂层平均显微硬度1013 HV0.2其耐磨损性能为Q235钢的20倍,磨损机制主要为剥层磨损和粘着磨损.     

激光重熔处理对高Cr涂层抗高温氧化性的影响及分析

采用Q235钢作为基体材料,采用合适的高速电弧喷涂工艺参数在基体表面制备FeCrNiAlBSi涂层。之后对FeCrNiAlBSi涂层在一定参数下进行激光重熔处理,对比FeCrNiAlBSi涂层及其激光重熔层的金相组织、组织性能和抗高温氧化性能。结果表明,在喷涂电压32~34V,电流200~220A的条件下制备FeCrNiAlBSi涂层,截面组织呈层状结构,主要由Fe-Cr金属结晶相、金属氧化物及少量孔隙组成,显微硬度和结合强度均值分别为558.4HV0.1、17.2 MPa。在功率280 W、离焦量-0.5mm,扫描速度180mm/min、搭接率70%的参数下进行激光重熔,重熔后涂层主要由Ni-Cr-Fe、Fe-Cr组成。孔隙大量消除,层状组织消失,涂层与基体之间以及叠层之间由机械结合转变为冶金结合。重熔后在600℃×48h实验条件下,FeCrNiAlBSi涂层的氧化增重约为基体的1/3,激光重熔层的氧化增重仅为基体的1/6。     

面向工业设计的塑料表面铝涂层的结合强度

目的采用电弧喷涂方法在环氧树脂和ABS塑料表面喷涂铝涂层,研究涂层结合强度的影响因素。方法第一组试验是塑料表面喷砂后,喷涂铝涂层;第二组是塑料表面喷砂后,涂覆一层高强度环氧树脂结构胶,再喷涂铝涂层。选择喷涂气体压力、喷涂电流和喷涂距离三因素进行正交试验,采用粘结拉伸法测试结合强度,并用照相法测量铝液和环氧树脂塑料、Q235钢的接触角。结果本试验条件下,二种塑料电弧喷涂铝涂层结合强度的影响因素主次顺序为:空气压力喷涂电流喷涂距离。最优方案是:喷涂气体压力为0.7 MPa,喷涂电流为220 A,喷涂距离为160 mm。未涂覆高强度环氧树脂结构胶的涂层,结合强度最大不超过3 MPa;涂覆高强度环氧树脂结构胶的涂层,结合强度达到近20 MPa。铝液和Q235钢的接触角是45°,和环氧树脂塑料的接触角是135°。结论环氧树脂和ABS塑料表面电弧喷涂铝涂层的结合强度低的主要原因是铝液和它们之间的润湿性差。涂覆高强度环氧树脂结构胶后,喷涂工艺参数对涂层的结合强度影响不明显,结合强度受控于环氧树脂结构胶的粘接作用,使涂层的结合强度显著提高。     

H13钢基体表面热障涂层的制备与性能研究

为了提高液芯大压下轧机轧辊的使用寿命,采用等离子弧喷涂方法在轧辊材料H13钢表面制备了厚度约为0.3 mm的氧化锆热障涂层,并对其进行激光重熔处理。利用扫描电镜(SEM)观察了等离子弧喷涂热障涂层和激光重熔涂层的涂层形貌和微观结构,同时对二者的结合强度和显微硬度进行了比较分析。结果表明,激光重熔涂层的硬度和结合强度明显优于等离子弧喷涂涂层,在提高轧辊使用寿命方面有着很好的前景。     

双丝电弧喷涂Ni-Al复合涂层热处理组织及性能

采用双丝电弧喷涂在6061-T6铝合金基体上制备Ni-5Al（质量分数,%）为底层,Ni-20Al（质量分数,%）为面层的Ni-Al复合涂层。Ni-Al涂层经400-550℃/4-48 h热处理后,采用SEM,XRD,EDS和TEM对涂层的显微结构进行了表征,并分析了不同热处理工艺对Ni-Al涂层显微组织和相结构的影响,讨论了涂层与铝合金基体界面反应机理,以及基体和涂层之间的界面元素扩散行为。结果表明,热处理后的涂层相组成变化较小,涂层/基体界面发生扩散,形成金属间化合物NiAl3。随着热处理温度升高和时间的延长,在NiAl3相和涂层之间形成Ni2Al3相,同时界面扩散区逐渐增厚,该过程由铝原子的扩散所控制。热处理后的TEM分析表明,涂层中存在NiAl3、Ni2Al3及Ni的退火孪晶相。Ni-Al涂层随着热处理温度升高和时间的延长,涂层与基体的结合强度略有升高,同时涂层具有较强的抗氧化性能。     

铝合金表面电弧喷涂铝涂层工艺与性能

采用电弧喷涂工艺在6061铝合金基体表面喷涂高纯铝涂层,利用金相显微镜对涂层的组织进行观察,分析了基体与涂层的结合方式,测量了涂层的孔隙率.并采用质量分数为5%的NaCl溶液浸泡试验、盐雾试验和电化学试验,检验了涂层的耐腐蚀性.结果表明,利用电弧喷涂技术可以在6061铝合金基体表面形成均匀、致密、孔隙率低、结合良好的高纯铝涂层;高纯铝涂层耐腐蚀性较好,对铝合金基体起到了保护作用,涂层经过封孔工艺处理后保护作用更好.     

Zn-Al-Mg-RE涂层与有机涂层协同性的研究

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备Zn-Al-Mg-RE涂层后涂装海洋防腐有机涂层,构建一种新型的长效防腐复合涂层.同时,在Q235钢基体和高速电弧喷涂Al涂层表面涂装该有机涂层作为对比试样,观察了在5wt%NaCl溶液中常温浸泡212天后各体系微观孔隙处腐蚀产物的微观结构,用电化学交流阻抗谱技术研究了微观孔隙形成过程中金属涂层与有机涂层之间的协同性.结果表明,Zn-Al-Mg-RE涂层体系微观孔隙中形成的腐蚀产物微观结构致密;Zn-Al-Mg-RE涂层与该有机涂层具有最好的协同性.     

铝合金表面等离子喷涂Al2O3-3%TiO2复合涂层工艺参数优化的研究

目的 通过优化等离子喷涂工艺参数，提高铝合金表面等离子喷涂Al2O3-3%TiO2复合陶瓷涂层的结合强度和涂层表截面硬度。方法 用正交试验法，对影响喷涂涂层结合强度和硬度的4个关键喷涂参数进行优化，分别得到喷涂粘结底层Ni-5Al和工作表层Al2O3-3%TiO2的最佳优化参数。结果 通过正交试验确定影响Ni-5Al涂层综合指标的因素由主到次是喷涂电流、喷涂距离、辅气流量、主气流量，最优水平数为2、3、2、1；影响Al2O3-3%TiO2涂层综合指标的因素由主到次是喷距、辅气流量、电流、主气流量，最优水平数为2、3、2、1。Ni-5Al涂层的最佳喷涂工艺参数为：喷涂距离120 mm，喷涂电流520 A，主气流量42 L/min，辅气流量7.5 L/min。Al2O3-3%TiO2复合涂层最佳喷涂工艺参数为：喷涂距离90 mm，喷涂电流530 A，主气流量46 L/min，辅气流量7.8 L/min。最佳工艺下制备的Ni-5Al底层与基体的结合强度为25.2 MPa，Al2O3-3%TiO2复合涂层与Ni-5Al底层的结合强度为17.8 MPa，且其截面硬度在1000HV0.5以上。结论 对喷涂工艺参数进行优化可以得到质量高且稳定的Al2O3-3%TiO2复合喷涂涂层，与非最佳工艺参数喷涂涂层相比，各指标均有较大提高。     

激光重熔对Fe基非晶合金涂层抗冲蚀性能的影响

采用YAG脉冲激光器对电弧喷涂Fe基非晶涂层进行激光重熔处理。通过X-ray、SEM、冲蚀磨损和硬度测量仪等检测手段,研究非晶合金涂层在重熔后的组织结构、硬度和抗冲蚀性能的变化。结果表明:电弧喷涂铁基非晶合金在激光重熔后发生晶化,重熔层非晶含量随功率升高而降低。激光重熔基本消除了非晶涂层的层状结构、残余的气孔和裂纹,平整了涂层表面,提高了涂层韧性,显著改善了涂层的抗冲蚀性能。对喷涂1层的非晶涂层进行重熔时,重熔层的冲蚀磨损量约为喷涂层的1/10,约为基体Q345的1/5。对喷涂5层的非晶涂层进行重熔时,选择0. 1 kW低功率有利于获得较好的抗冲蚀性能。当涂层较厚而激光重熔未熔透时,涂层内应力会随激光功率增大而升高,并导致涂层开裂。当5层非晶涂层被熔透时,抗冲蚀性能显著提高。     

电弧喷涂Ti6Al4V涂层的组织与耐蚀性能研究

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上喷涂Ti6Al4V涂层,并对涂层进行封孔处理.表征了涂层的物相组成和微观形貌,通过盐水浸泡实验和极化曲线测试对比分析了Q235钢基体、未封孔涂层和封孔涂层的耐腐蚀性能.结果表明:涂层呈典型的层状特征,物相组成为TiN,TiO和少量的Ti;未封孔涂层与封孔涂层均具有较宽的钝化电位区间,封...     

镁合金表面等离子喷涂Al涂层及激光重熔研究

利用等离子喷涂技术在镁合金表面制备了Al涂层,并通过激光对该涂层进行重熔处理。利用SEM、金相显微镜、XRD、万能材料试验机、盐雾腐蚀试验等分析测试手段研究了该涂层在激光重熔前后的变化。结果表明:镁合金表面等离子喷涂Al涂层经激光重熔后,涂层和基体之间的结合由机械结合转变为冶金结合,结合强度由20.96MPa提高到22.13MPa;涂层相组成不变;但出现了较多的孔隙和空洞,孔隙率由4.6%增大到7.5%,涂层耐盐雾的时间由900h降低到264h。     

Zn-Al伪合金涂层的耐蚀性能研究

目的提高电弧喷涂锌铝合金涂层中Al的含量。方法用纯铝丝和Zn80Al20合金丝在Q235钢表面制备Zn-Al伪合金涂层,通过中性盐雾试验和电化学试验,与纯铝涂层和Zn-Al合金涂层进行对比,分析比较三种涂层在氯离子存在环境中的腐蚀行为。结果 Zn-Al伪合金涂层表现出了较高的活化能力和较低的腐蚀速度。结论 Zn-Al伪合金涂层的耐蚀性能优于纯铝涂层和Zn-Al合金涂层。     

激光重熔对火焰喷涂CrFeAlTi涂层组织与性能的影响

利用火焰喷涂技术在中国低活化马氏体(CLAM)钢表面制备了CrFeAlTi涂层,然后通过5 kW横流CO_2激光器对该涂层进行多道搭接重熔处理。分别采用体视显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机以及基体拉伸试验等分析测试手段对重熔前后涂层显微组织、物相组成、显微硬度、耐磨性能以及界面结合强度进行了研究。试验结果表明:激光重熔处理消除了火焰喷涂CrFeAlTi涂层的层状组织结构、孔洞、裂纹等缺陷,使涂层表面光滑、平整,内部组织致密、均匀,与基体形成了良好的冶金结合界面。火焰喷涂涂层表层物相主要为Al_2O_3、TiO、CrO_(0.87)、AlFeO_3、Cr_3C_2和Fe-Cr,激光重熔后涂层表层主要物相为Al_2O_3、TiO_2、(Al_(0.948)Cr_(0.052))_2O_3和Cr_7C_3。激光重熔涂层的平均硬度约为1864.2 HV0.2,比火焰喷涂涂层提高了约1倍。激光重熔涂层在室温干滑动摩擦条件下的耐磨性能明显优于火焰喷涂涂层与基体CLAM钢。激光重熔后涂层与基体的界面结合强度显著提高。     

钎剂预处理对涂层结合强度的影响

采用预涂Nocolok钎剂的方法对ZL101基材进行等离子喷涂前的表面预处理,结合对基材界面温度的计算,分析了钎剂预处理提高涂层结合强度的作用机理,并通过正交试验研究了喷涂工艺参数对Ni5Al涂层结合强度的影响.结果表明,表面预涂钎剂可显著提高基材与Ni5Al涂层的结合强度,喷涂粒子及基材表面的温度对界面产生冶金结合起到了决定性的作用;当喷涂距离为120mm,钎剂预涂量80mg/cm2,预热温度为573K时,Ni5Al涂层的结合强度最高.     

钛合金表面激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层研究

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在钛合金(TC4)表面制备了Al2O3+13%TiO2质量分数陶瓷涂层,研究了激光重熔对陶瓷涂层的微观结构、显微硬度及结合强度的影响.结果表明经激光重熔以后,基本消除了由于等离子喷涂形成的层状堆积结构,涂层表面形成了均匀细密的棒状组织,大幅减少了孔隙率.经过实验检测.激光重熔后的涂层结合力比喷涂涂层的提高近2倍.     

6061铝合金表面电弧喷涂纯铝涂层的研究

采用电弧喷涂技术在6061铝合金基材表面制备纯铝涂层.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对其显微组织结构、涂层形貌、腐蚀产物、孔隙率进行了分析.采用电化学试验、浸泡试验、中性盐雾试验检测了涂层在w(NaCl)=5%的溶液中的耐腐蚀性能.研究结果表明,在铝合金基材表面能够获得组织均匀致密,低孔隙率的纯铝涂层,涂层与基体为机械嵌合,涂层封孔处理后,试样的耐蚀性能有很大提高,涂层对基体无阴极保护作用.     

激光重熔对电弧喷涂含非晶相铁基涂层性能的影响

目的提高电弧喷涂含非晶相Fe基涂层的抗冲蚀及耐腐蚀性能。方法采用YAG脉冲激光器对电弧喷涂含非晶相Fe基涂层进行激光重熔处理。通过X-ray、SEM、冲蚀磨损和电化学等检测手段,研究该涂层重熔后的组织结构、冲蚀磨损性能和耐腐蚀性能。结果电弧喷涂含非晶相Fe基涂层经激光重熔后发生了晶化,并随着功率的增加,非晶含量降低,硬度也降低。重熔后,涂层与基体的结合方式由之前的机械咬合转变为冶金结合,涂层的致密度明显提高,组织缺陷减少。与喷涂层相比,0.3k W激光重熔涂层的抗冲蚀性能在30°攻角下可提高3倍,在90°攻角下可提高将近6倍。重熔层的冲蚀磨损机制在低冲角时以显微切削为主,高冲角时则以挤压破碎为主。随着激光功率的增加,重熔涂层的抗冲蚀性能降低。同时,在3.5%NaCl溶液中,重熔层的耐蚀性能随重熔激光功率的提高而提高,并且重熔层的腐蚀电流密度比喷涂层明显降低。结论激光重熔不但改善了电弧喷涂含非晶相Fe基涂层与基体间的结合状态,同时也增强了涂层的耐蚀和耐磨性能,是一种有效提升涂层性能的后处理工艺。     

超音速电弧喷涂FeCrNi复合涂层的微观结构与性能

采用超音速电弧喷涂(HV-ARC)技术在Q235钢表面制备FeCrNi复合涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究了涂层的微观结构及性能。结果表明:超音速电弧的高能量、高粒子速度使得涂层具有极低的孔隙率,较高的结合强度;涂层中存在Cr、Ni的氧化相,这些氧化相对涂层的硬度及耐磨性能有着显著影响;超音速电弧FeCrNi复合涂层的耐磨性能较普通电弧涂层提高40%以上,较基体Q235钢提高4.5倍以上,耐腐蚀性能也有了大幅的提高。     

汽车发动机用AZ91合金表面喷涂与性能研究

采用等离子喷涂和激光重熔法在汽车发动机用AZ91合金表面制备了不同涂层,对比研究了涂层表面和横截面形貌、物相组成、显微硬度和电化学性能。结果表明,等离子喷涂层物相为:γ-Ni、FeNi_3、Ni_3B、WC、W_2C和Cr_7B_3,激光重熔层物相为γ-Ni、CrB、Ni_4B_3、WC、Cr_(23_B6和Cr_2B_3;显微硬度由高到低依次为:激光重熔层等离子喷涂层Ni/Al过渡层AZ91合金基材;等离子喷涂层和激光重熔层的耐腐蚀性能均高于AZ91合金基材,且激光重熔层的耐腐蚀性高于等离子喷涂层。