感应重熔TiC增强Fe-Al金属间化合物复合涂层的显微组织研究

采用Fe粉、Al粉及TiC硬质颗粒等的混合粉料,利用火焰喷涂加感应重熔的方法得到TiC增强Fe-Al金属间化合物复合涂层,涂层中TiC颗粒含量为15%(质量分数)。用X射线衍射仪(XRD)测定复合涂层的物相组成。用扫描电子显微镜(SEM)观察复合涂层的微观形貌,涂层中出现了TiC增强Fe-Al金属间化合物区,TiC硬质颗粒在Fe-Al金属间化合物中呈白色点状分布。用维氏硬度计测得复合涂层的显微硬度为540.4MPa。     

前驱体碳化粉末反应火焰喷涂制备TiC增强金属复合涂层

采用前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-C和Ti-Ni-C两种体系的反应热喷涂复合粉末,通过氧乙炔火焰喷涂原位合成并沉积了TiC增强Fe基和Ni基复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了复合粉末、涂层的相组成和组织结构,考察了TiC/Fe、TiC/Ni复合涂层的硬度和耐磨性.结果表明: 复合粉末在喷涂过程中反应充分,可分别生成以Fe和Ni为粘结相的TiC增强涂层;两种涂层都是由TiC颗粒均匀分布的复合强化片层和TiC聚集片层叠加而成,TiC/Fe复合涂层的片层较薄,而TiC/Ni涂层中TiC的聚集片层较少;TiC/Fe涂层的硬度高于TiC/Ni涂层,两者的耐磨性能分别约为Ni60涂层的11倍和6倍.     

Cr-Fe-Ti-C系反应火焰喷涂研究

采用钛铁、石墨、铁粉和高碳铬铁为原料,利用反应火焰喷涂技术制备了Cr-Fe-Ti-C系涂层。研究结果表明,在喷涂过程中合成了TiC,涂层主要由TiC、（Cr,Fe)7C3硬质相和Fe组成。SRV磨听见试验表明,由于涂层中含有（Cr,Fe)7C3及合成的TiC硬质相,因此涂层具有良好的耐磨性能;涂层的磨损机理为粘着磨损和硬质的剥落,但主要是粘着磨损。由于（Cr,Fe）7C3需要Ti-C之间的反应放热补充热量才能使其完全熔化,因此高碳铬铁含量的增加对改善涂层的致密性和结合强度不利。     

氧化钽喷涂及涂层熔炼实验

液态铈非常活泼,与很多涂层都发生反应。将钽坩埚表面氧化后熔炼铈已有比较满意的结果,但在石墨坩埚表面喷涂Ta2O5涂层的研究报道却很少。本文总结了石墨坩埚表面等离子及火焰喷涂Ta2O5涂层工艺。在大气中通过热震试验考核了氧化钽涂层相稳定性,在真空感应加热环境下对火焰喷涂氧化钽涂层进行了进一步的热震稳定性考核,采用SEM分析了涂层表面微观形貌,同时采用XRD技术分析了加热前后氧化钽涂层的组成变化,分析表明,火焰喷涂能够制备单一的Ta2O5涂层。石墨坩埚表面Ta2O5涂层熔炼实验表明,液态铈不侵蚀Ta2O5涂层。     

钛涂层的显微结构和电化学腐蚀性能研究

采用常规的超音速火焰喷涂和改进的低温超音速火焰喷涂工艺制备钛涂层,对涂层的显微组织、相组成、氧含量以及耐腐蚀性能进行研究.实验结果表明：常规的超音速火焰喷涂制备的钛涂层中有较多的TiO相,涂层内部有显微裂纹产生;而低温超音速火焰喷涂制备的钛涂层,组织均匀致密,没有显微裂纹和氧化物.与常规超音速火焰喷涂钛涂层相比,低温超音速火焰喷涂制备的钛涂层氧含量较低,耐腐蚀性能较好.     

干冰冲击在超音速火焰喷涂厚WC-Co涂层中的应用

超音速火焰喷涂过程中产生的残余应力会限制涂层的厚度。在研究中,为了获得高质量WC-Co厚涂层,在超音速火焰喷涂过程中采用了干冰冲击技术,这主要是由于干冰冲击对涂层产生了高效冷却和机械锤平。本研究采用X射线衍射,扫描电镜和能谱能对粉末和涂层得微观结构和相分布进行表征。此外,本文对涂层的硬度、抗滑动摩擦等性能也进行了研究。最后我们得出结论,干冰冲击能有效地细化晶粒尺寸,提高涂层硬度,致密度和抗滑动摩擦性能。本研究采用超音速火焰喷涂和干冰冲击联合的工艺方法喷涂WC-Co粉末,以提高冷却效率和喷涂过程中的类喷丸效应。该方法也可以用来制备厚的WC-Co涂层。本文还研究了涂层的微观组织、相组成和摩擦磨损性能。     

反应钎涂碳化物/铁基自熔合金复合涂层及组织形成机理

利用工业原料纯铁粉、硅粉、钛铁粉、硼铁粉、铬铁粉、胶体石墨以及镍粉，真空条件下通过反应钎涂于1200℃在低碳钢基体上制备了白色、表阿光滑、平整且与基体为冶金结合的碳化物／铁基合金复合涂层。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及硬度计，研究了涂层的相组成、组织结构和成分分布。结果表明：涂层为复合结构，不存在分层现象，其组织由粘结相γ-Fe固溶体，以及α-Fe（马氏体）、（Fe，Cr）7G3相和TiC相构成。涂层中通过反应原位合成的（Fe，Cr）7C3和TiC形状不同，（Fe，Cr）7C3的形状大部分为针状，而TiC形状为颗粒状，且主要分布在先前的钛铁粉颗粒轮廓之内。该复合涂层表面硬度高达73．9HR30N以上。     

碳化钨喷涂粉末在超音速火焰喷涂过程中的失碳研究

失碳是影响碳化钨涂层性能的关键因素之一。本文分别以纳米碳化钨和微米碳化钨为原料制备了两种喷涂粉末,采用水冷法收集了超音速火焰喷涂过程中的粉末,并制备了对应的涂层。利用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪测量了水冷收集粉末和涂层的物相组成和表层的物相,采用高频燃烧红外吸收法测定了粉末和涂层中的碳含量。结果表明,喷涂过程中在粒子飞行过程中出现了W_2C,在颗粒撞击后凝固阶段出现了Co_3W_3C。纳米碳化钨粉末的含碳量由5.13%降至喷涂过程中的4.93%,在涂层中的含碳量为4.67%,微米碳化钨含碳量由5.25%降至喷涂过程中的5.09%,在涂层中的含碳量为4.97%。     

低压等离子喷涂 TaSi2/MoSi2 涂层组织结构及性能研究

采用低压等离子喷涂技术制备了 TaSi2/MoSi2 涂层。 通过 XRD、 SEM 、 EDS 等手段分析了涂层氧化前后 组织结构及相结构。 结果表明, TaSi2/MoSi2 涂层呈现典型的层状结构, 组织结构均匀致密 , 孔隙率为 3.1%; 涂 层由 TaSi2 和 MoSi2 两相组成, 喷涂过程中未发生相结构转变; 空气中 1650℃氧化 30min 后, 涂层表面生成致密 和玻璃态 SiO2 保护膜, 涂层具有良好的自愈合能力 , 表现出良好的高温抗氧化性能。     

浸锌-热浸锌沉没辊专用喷涂粉末的制备及涂层性能

采用球磨-制粒-烧结法研制热浸锌沉没辊专用喷涂粉末,采用超音速火焰喷涂法(SFS)制备涂层,研究喷涂粉末及涂层性能。结果表明,所制备的粉末为圆球形,流动性好,沉积效率高,与常规WC-Co涂层粉末相比,热浸锌专用涂层粉末中含有大量的η相。本工作研制的喷涂粉末所制涂层与基体的结合强度大于62 MPa,涂层中孔隙度仅1.2%。涂层中粘结相以η相形式存在。对采用热浸锌专用喷涂粉末制备的涂层进行现场使用考察,其使用寿命为国内常规WC-Co涂层使用寿命的近4倍。     

新型铝硅氮化硼复合涂层材料及可磨耗封严涂层的制备和性能研究

本文以铝硅合金粉和六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用机械包覆工艺制备了铝硅氮化硼复合粉末;采用大气等离子喷涂工艺制备了可磨耗封严涂层,并对涂层的显微组织、表面硬度、结合强度和抗热震性能进行了研究.研究表明,该复合粉末材料具有良好的喷涂工艺适应性,能有效避免氮化硼组分在喷涂过程中的烧损,喷涂后涂层的各项性能良好,可以满足发动机对工作温度≤450℃的封严涂层的使用要求.     

Fabrication of TiC/Fe–Ni cermet coatings by reactive thermal spraying of Fe–Ti–Ni–C composite powder

Abstract

A mixture of ferrotitanium, nickel powders and sucrose was heated with an intention of carbonising the sucrose. The tiny ferrotitanium, nickel particles are bound by the carbon obtained from pyrolysis of the sucrose to form a unique structure of Fe–Ti–Ni–C composite powder for reactive thermal spraying. The carbon is a reactive constituent as well as the binder in the composite powder. TiC/Fe–Ni cermet coating was prepared by reactive plasma spraying of this powder. A mass of TiC particles were in situ synthesised and uniformly distributed in the Fe–Ni alloy matrix without residuals of raw materials in the coating. The coating is consisted of two different areas: one is the composite area, where lots of spherical fine TiC particles (100–500 nm) are homogeneously distributed within the Fe–Ni alloy matrix; the other is a small fraction of TiC accumulation. The volume fraction of composite area is >87%.     

等离子喷涂制备铁基复合陶瓷涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉作原料,采用等离子反应合成技术制备出了金属颗粒增韧的FeAl2O4-Al2O3-Fe复合陶瓷涂层。研究分析了复合涂层的组织及其性能。结果表明：等离子反应合成得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体相上的复合涂层。复合涂层的断裂韧性和结合强度明显优于普通Al2O3涂层,特别是复合涂层的具有较高的耐磨性能。     

大气等离子喷涂氧化铝涂层制备和介电性能研究

采用大气等离子喷涂方法,在不同喷涂功率和喷涂距离下制备氧化铝涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、气孔率以及介电常数的影响。用SprayWatch 2I热喷涂在线监测系统测量等离子体射流中熔融氧化铝粉末的表面温度和飞行速度;用扫描电镜观察涂层的显微结构;对涂层剖面照片用莱卡QWIN图像软件分析计算了涂层的气孔率;用精密阻抗分析仪测量计算氧化铝涂层的介电常数。结果表明,喷涂功率和喷涂距离的改变可影响氧化铝涂层的气孔率。合适的功率和喷涂距离能使粉末获得良好的熔融和较快的飞行速度,形成致密的涂层。较致密的氧化铝涂层介电常数亦较大。     

可磨耗封严涂层粉料,喷涂工艺及基本性能的研究

分析了几种中温可磨耗封严涂料层粉料的特性,并改变喷涂工艺制得不同硬度的涂层,分析了涂层的组织和相结构,探讨了粉料和喷涂工艺对组织结构和基本性能的影响。研究结果表明,国产３０７涂层粉料颗粒较粗,包覆不理想,涂层组织疏松,硬度偏低。国产３１０粉料细小,使硬度高出Ｍｅｔｃｏ所要求的硬度范围;从硬度方面考核,国产３１３、６０１涂层粉料尚可。对试验的几种封严涂层,火焰喷涂通过改变工艺参数容易调整涂层硬度,等     

大气等离子喷涂制备Al_2O_3阻氚渗透涂层研究

在金属结构件上制备陶瓷阻氚渗透涂层是先进核反应堆的关键技术之一。本文采用大气等离子喷涂的方法在316L不锈钢上制备了Al2O3/NiCrAlY涂层,通过XRD、FESEM研究了Al2O3喷涂粉末和涂层特性,并对涂层的结合强度、阻氢渗透性能进行研究。实验结果表明:以α-Al2O3为主相的造粒粉末喷涂后,涂层沉积过程中产生部分γ-Al2O3;涂层体系各层界面结合良好,Al2O3层和NiCrAlY层之间的平均结合强度达到34.7MPa;600℃时Al2O3涂层的阻氢渗透因子为5065,氢渗透率降低3个数量级,Al2O3涂层具有良好的阻氢氚渗透效果。     

基于反应热喷涂技术制备空心陶瓷微珠

本文研究了一种基于反应热喷涂技术制备空心陶瓷微珠的方法与原理。以Al-CuO-Si-C为反应体系,基于传统火焰热喷涂原理和设备,熔射经团聚处理的自反应型复合粉体,使之在飞行过程中发生自蔓延高温合成反应,产生陶瓷雾化熔滴,采用温度可控的介质将其接收、冷却,使之快速凝固、结晶,从而获得中空结构、原位合成的空心陶瓷沉珠。实验结果表明,空心微珠以Cu-AlCu-SiC-莫来石等为主要组成相,为复相组织,表现为内部中空型（包括封闭中空和开口中空）和蜂窝型二种形式;Al-CuO间的系列自蔓延放热反应和高温火焰的辅助作用,形成陶瓷熔滴,C氧化反应产生的CO和CO2气体与有机物的高温汽化,在陶瓷熔滴快速凝固过程中遗留其中是空心陶瓷微珠形成的必要条件。     

不同复合形式对AlSi／BN粉末及其涂层组织性能的影响

本文通过对两种组元的粒度设计，制备出BN与AlSii团聚、BN包裹AlSi、AlSi包裹BN三种形态的AlSi／BN复合粉末，通过大气等离子喷涂制备AlSi／BN可磨耗封严涂层，对粉末及涂层组织性能的研究结果表明，BN与AlSi团聚复合粉末涂层的BN含量最高，热稳定性最好。AlSi包裹BN复合粉末形成的涂层具有最高的硬度，其BN的损失特性为烧损和冲击型损失。