热喷涂涂层在垃圾焚烧电站锅炉管上的应用

我们正在开发一种用于垃圾焚烧电站锅炉管上的,具有较高耐蚀性能的喷涂涂层方法。作为这种开发的第一步,我们试验了等离子喷涂涂层的耐蚀性能。基于这种结果,已经开发了一种爆炸喷涂方法,以提高锅炉管喷涂涂层的耐腐蚀性能和节省生产成本。主要的结果如下:使用自熔合金材料的等离子喷涂方法,在实际电厂中有足够的耐腐蚀性。不过这种涂层需要随后的熔融处理工序;用爆炸喷涂工艺制备的以50Ni-50Cr材料作为底层,Cr材料作为面层的双层涂层在实验室试验中呈现出了较好的抗腐蚀性能,该涂层无须熔融处理就能使用;上述双层涂层系统已在实际电厂中试验过,该电站已经运行了两年而无任何问题,涂层的锅炉管象预期的一样具有较长的使用寿命。     

等离子喷涂结构涂层研究

介绍了等离子喷涂的原理及特点；综述了等离子喷涂结构涂层的研究进展，包括耐磨涂层、热障涂层、耐蚀涂层；介绍了等离子喷涂结构涂层的复合处理技术；展望了等离子喷涂结构涂层的发展前景。     

涂层结构对Cr2O3涂层组织和性能的影响

采用等离子喷涂技术制备了3种结构的Cr2O3陶瓷涂层，即双层涂层，3层涂层和5层梯度涂层。探讨了涂层结构对涂层组织、抗拉结合强度、抗热震性和耐磨损性能的影响。结果表明，在涂层总厚度相同的条件下，采用多层复合涂层可提高Cr2O3涂层的结合强度、耐磨性和抗热冲击性，其中，5层结构涂层的综合性能最佳。涂层微观组织观察和显微硬度测试结果发现，5层结构涂层从基体到陶瓷层，涂层成分逐渐变化，具有梯度材料的特征。试验表明采用等离子喷涂技术可以制备梯度涂层。     

NiCoCrAlY粘结层喷涂工艺对8YSZ热障涂层抗氧化性能的影响

目的 提高热障涂层粘结层的抗高温氧化性能。方法 分别采用爆炸喷涂和等离子喷涂工艺制备了不同结构的NiCoCrAlY粘结层,之后通过等离子喷涂制备8YSZ陶瓷层,分析了两种粘结层结构的热障涂层的抗高温氧化性能。利用XRD、SEM和EDS对涂层物相、微观结构和成分进行分析,并对其与基体结合状态、抗高温氧化性能进行研究。结果 爆炸喷涂粘结层内部组织致密,缺陷较少,与基体结合处孔隙少;而等离子喷涂粘结层内部的层状特征明显,孔隙较多,表面粗糙度较低。爆炸喷涂粘结层氧化5 h后,表面生成了一层富Al2O3的致密氧化物膜;而等离子喷涂粘结层表面形成了富NiO、CoO、Cr2O3和Ni(Cr,Al)2O4的氧化物层,并出现了许多微裂纹和片层状氧化物。爆炸喷涂制备的热障涂层试样在前5 h氧化增重速率高于等离子喷涂试样,随后变平缓,而等离子喷涂试样氧化速率依然较高。爆炸喷涂热障涂层的热生长氧化物层（Thermally grown oxide, TGO）经50 h氧化后,仍呈连续状,厚度均匀,粘结层内氧化物缺陷较少。结论 爆炸喷涂粘结层组织均匀、致密,喷涂时涂层的氧化以及热处理的内氧化较少,使得足够的Al较快速地在粘结层表面形成致密的氧化铝,表面一定厚度的氧化铝层抑制了氧和其他金属原子的相向扩散反应,提高了涂层的抗高温氧化性能。     

等离子喷涂制备典型涂层研究进展

从航空航天到交通运输、电子设备和医疗器械等,大大小小的行业中均可见到涂层的应用,涉及到这些领域的涂层种类主要有耐磨、耐蚀涂层、热障涂层、压电陶瓷涂层和生物陶瓷涂层等。等离子喷涂技术具有喷涂材料范围广、工艺简单等优点,是制备上述典型涂层的常用工艺方法。虽然同种工艺可制备出不同种类涂层,但由于所选的喷涂材料、喷涂参数不同,所获得的涂层性能和涂层结构之间也存在着一定差异,须对等离子喷涂各类涂层的研究进行分析与总结。基于此,文中简要介绍了国内外等离子喷涂涂层的应用现状,之后从不同种类涂层功能需求和技术特点出发,分析喷涂工艺对涂层结构和性能的影响。最后对提升涂层性能的工艺方法进行总结,并对今后等离子喷涂涂层技术的发展趋势进行了展望。     

激光等离子复合热源喷涂工艺沉积机理研究

目的提高涂层的结合强度和改善微观组织结构。方法选取WC-10Co4Cr喷涂材料,分别通过激光等离子复合热源喷涂工艺以及等离子喷涂工艺制备涂层,对涂层组织与基本性能进行检测,对两种不同喷涂工艺的沉积机理作对比分析研究。研究复合热源喷涂涂层微观组织结构以及涂层与基体间结合方式较等离子喷涂涂层的变化。利用高速摄像仪对激光等离子复合热源喷涂以及等离子喷涂的工艺过程进行跟踪监测和分析,研究复合热源沉积过程中,基体表面微熔池的形成及粉末粒子在不同沉积工艺过程中熔融状态的对比,分析等离子喷涂涂层和复合热源喷涂涂层的沉积机理。结果等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层以机械结合方式为主,涂层结合强度为39.5 MPa,孔隙率为1.7%,而激光等离子复合热源喷涂WC-10Co4Cr涂层实现了冶金结合,其结合强度提升到91 MPa,孔隙率降低到0.86%。结论激光等离子复合热源喷涂工艺可以有效提升涂层的结合力,改善涂层组织致密性,更有利于涂层的耐磨耐腐蚀性能。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

电弧喷涂涂层温度场及应力应变分析；等离子喷涂纳米TiO2涂层及其光催化性能；电热爆炸法原位合成Fe-Al系金属间化合物涂层的研究；CoCrMoSi涂层冷热疲劳和磨损性能；HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的抗汽蚀性能[编者按]     

爆炸喷涂和等离子喷涂陶瓷涂层的性能

一、前言 采用爆炸喷涂和大气等离子喷涂Al2O3基和Cr2O3涂层。研究了涂层的微观结构和显微硬度值。用橡胶轮磨损试验做涂层的耐磨试验。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

热喷涂纳米结构热障涂层的最新研究;渗铝及扩散处理对电弧喷涂层结合强度的影响;高速电弧喷涂3Cr13钢涂层的组织及在含细沙油润滑条件下的磨损性能;锌合金快速模具表面改性技术;过渡材料对等离子喷涂Al2O3梯度陶瓷涂层性能影响     

等离子喷涂纳米粉体制备技术及涂层研究进展

在现代工业中，等离子喷涂技术已成为提高机械零件表面耐磨、耐蚀性的重要方法。纳米粉体作为喷涂材料，能有效提高等离子喷涂涂层的耐磨、耐蚀、抗氧化等性能，在零部件表面防护应用方面具有研究价值，对于节能环保具有重要意义，已成为国内外表面改性领域的研究热点。基于此，在大量文献研究基础上，根据纳米粉体的制备方式，从固相法、液相法、气相法3方面分析总结了国内外关于纳米粉体再造粒技术的研究，阐述了纳米粉体喂料的制备方式，包括喷雾干燥法、机械研磨法、液相前驱体合成法，并重点分析了液相前驱体合成法的制备方式。从等离子喷涂纳米粉体的选择到涂层的制备，详细综述了纳米涂层在耐磨、耐蚀、热障及自润滑方面的应用成果，还归纳分析了等离子喷涂技术中工艺参数(喷涂功率、喷涂距离、喷枪移动速度、喷涂气体参数)对纳米涂层质量的影响规律。最后，探讨了当前等离子喷涂纳米粉体喂料制备中尚需解决的问题和不足，并展望了等离子喷涂纳米涂层的未来研究方向。     

等离子喷涂梯度热障涂层的抗热震性能

对比研究了等离子喷涂梯度热障涂层与双层热障涂层,试验中梯度热障涂层选用不同比例的NiCoCrAlY与ZrO₂-8%Y₂O₃复合粉末作为梯度过渡层材料,并对两种结构的热障涂层进行了抗热震性能试验。抗热震试验结果表明,梯度热障涂层的抗热震寿命明显高于双层热障涂层的抗热震寿命。     

热喷涂层的进展拓宽了其应用范围

自从四种主要热喷涂工艺(火焰、等离子、电弧和爆炸喷涂)产生以来，每种工艺都被集中着眼于其表现出特殊性的应用上。如火焰喷涂适合于低熔点材料；等离子喷涂适合于具有高熔点的材料及陶瓷材料；爆炸喷涂主要用于超硬涂层(如碳化钨)领域。电弧喷涂工艺操作的简单性以及涂层质量的一致性使其成为广泛用于产生低熔点至中熔点(从锌到不锈钢)一类涂层的最佳选择。这些是由于每种技术本身的特点而得到的广泛应用的概括和分类。每种工艺都具有自己功能上的优缺点和经济因素(如资金投入、操作费用等）。     

WC粉末爆炸喷涂BT-20钛合金的涂层性能研究

通过对爆炸喷涂工艺原理的分析,指出喷枪结构、喷涂距离和各气流量等重要工艺参数对涂层质量的影响,确定最佳的工艺参数.采用爆炸喷涂与等离子喷涂2种工艺在BT-20钛合金基体上制备WC涂层.经过对2种涂层的性能对比分析,发现与等离子喷涂相比,爆炸喷涂涂层的硬度大、结合强度高并且爆炸喷涂涂层的金相组织均匀、致密、孔隙率低,在涂层基体界面上无明显的宏观和微观缺陷,抗氧化能力强.     

等离子喷涂法改善焊接结构的疲劳性能

采用低碳钢涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢横向与纵向角焊缝接头进行喷涂处理,测试了涂层的显微硬度和结合强度,并分别在焊接状态和喷涂处理状态下进行疲劳对比试验.试验结果表明,等离子喷涂层的显微硬度、结合强度约为火焰喷涂层的2倍.等离子喷涂后1Cr18Ni9Ti接头疲劳性能明显改善.横向接头焊接状态试件的疲劳强度为169.8 MPa,火焰喷涂试件为186.2 MPa,等离子喷涂试件为213.8 MPa,与焊接状态试件相比,等离子喷涂试件的疲劳强度提高25.9%,火焰喷涂试件提高9.7%.纵向接头焊接状态试件的疲劳强度为91.1 MPa,等离子喷涂试件为100.4 MPa,等离子喷涂后疲劳强度提高10.2%.     

溶胶-凝胶法制备陶瓷涂层封孔剂的研究

针对等离子喷涂陶瓷涂层中存在孔隙而使其耐蚀性能下降的问题,本文采用溶胶-凝胶法制备了氧化硅溶胶和氧化铝溶胶,并用这两种溶胶对等离子喷涂陶瓷涂层进行封孔处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、孔隙率测试及耐腐蚀实验对封孔处理后的涂层进行了测试分析。结果表明,氧化硅和氧化铝溶胶均对陶瓷涂层起到了一定的防护性能,从而提高了其耐蚀性能。     

不锈钢表面等离子喷涂梯度涂层耐蚀性能的研究

利用等离子喷涂技术在不锈钢表面喷涂由底层（NiCrAlY）和面层（ZrO2＋Y2O3）组成的梯度涂层。用SEM和XRD方法表征了梯度涂层的显微组织和相结构；用显微硬度仪测量涂层的显微硬度；采用CS300P型电化学腐蚀工作站检测了梯度涂层的耐蚀性能。结果表明，在不锈钢表面等离子喷涂NiCrAlY＋（ZrO2＋Y2O3）梯度涂层的厚度约为300μm，相成分主要是ZrO2和Ni3Al,显微硬度值达到1000HV；在1．0mol／L的稀硫酸腐蚀液中，喷涂后的试样表面腐蚀速率显著减慢，耐蚀性能得到明显提高。     

等离子喷涂陶瓷涂层的应用

简述等离子喷涂陶瓷涂层的研究进展与现状,依据陶瓷涂层应用的分类,从等离子喷涂陶瓷涂层的耐磨涂层、热障涂层、耐蚀涂层、超导涂层、压电陶瓷涂层、生物活性涂层方面介绍了目前常用的等离子喷涂陶瓷材料的性能及其应用的研究现状。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

不同喷涂方法制备马氏体不锈钢涂层组织性能对比,不同电弧喷涂工艺对3Cr13钢涂层结合强度的影响，高速电弧喷枪中电弧场的数值模拟,聚酰亚胺复合材料等离子弧喷涂温度场数值模拟,等离子体喷涂纳米结构热障涂层微观组织及性能,[编者按]     

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。     

粉末复合电弧喷涂层耐磨性能研究

为了提高材料的耐磨、耐蚀性能,并降低生产成本,开发了粉末复合电弧喷涂技术.在45钢基体上分别用普通电弧喷涂和粉末复合电弧喷涂制备涂层,通过使用金相显微镜、摩擦磨损试验机、表面形貌仪、扫描电子显微镜对涂层显微组织及摩擦学性能进行了分析.试验结果表明,在与钢件对磨(干摩擦)时,粉末复合电弧喷涂层与普通电孤喷涂层相比,摩擦系数稍低,粉末复合电弧喷涂层具有较高的硬度和更好的耐磨性.