超音速火焰喷涂CoCrMoSi涂层的组织与性能

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在连铸结晶器(CrZrCu合金)表面喷涂CoCrMoSi合金涂层,通过金相显微镜、扫描电镜考察涂层的微观组织,并利用显微硬度计、磨损试验机等研究了涂层的耐磨性能.结果表明:利用HVOF技术制备的CoCrMoSi涂层均匀致密,边界氧化物含量较少,孔隙率为2.83%,涂层平均硬度为840 HV,是基体材料的4倍以上;加载150 N、磨损3 min后,未喷涂试样表面为黏着磨损,磨屑体积为256.594 mm3,摩擦系数为0.802 7;已喷涂试样表面为磨粒磨损,磨屑体积为1.607 mm3,摩擦系数为0.612 5;由此可见,CoCrMoSi合金涂层提高了基体硬度,降低了摩擦系数,显著地改善了CrZrCu基体的耐磨性能.     

基于硅烷化预处理的AZ91D镁合金超疏水表面的喷涂法制备

为提高镁合金的耐蚀性,推动镁资源的利用,以静态接触角、结合力、耐蚀性为主要技术指标,开发出镁合金表面超疏水化2步喷涂法处理技术.最佳涂料配方:2.0 g/L CNTs,1.0 g/L SiC,40.0 mL/L TEOS,0.2mL/L FAS,乙醇作溶剂.最佳涂装工艺:对基材以KH560水解液作为粘结剂并控制其体积/试样面积比4 L/m2进行第1次喷涂作为预处理,控制涂料体积/试样面积比18 L/m2进行第2次喷涂,120℃、2h烘干.对典型试样采用划格法评价涂层/基体结合力,以SEM分析涂层的表面及截面微观形貌,以点滴试验研究其耐蚀性.结果 表明:超疏水涂层具有微/纳分级结构,与去离子水的静态接触角(SCA)为154.5°;结合力可达5B级;点滴时间延长约17倍.     

超音速等离子喷涂氧化铈稳定氧化锆涂层的摩擦磨损性能

目前对氧化铈稳定氧化锆涂层的研究较少,且对涂层摩擦学性能的研究不够深入。利用超音速等离子喷涂技术,在45钢基体上制备了氧化铈稳定氧化锆涂层。采用XRD、SEM及EDS等对粉料及涂层的显微结构和物相组成进行了分析;利用划痕仪对涂层的结合力进行了测试;在干摩擦条件下对涂层的摩擦磨损性能进行了测试。结果表明:涂层在基体表面铺展良好,与基体结合紧密,结合力为30 N。载荷为200 N时涂层的质量磨损率极低,且摩擦系数随载荷的增大而减小。     

锌合金表面涂装前磷化处理对膜层结合力的影响

锌合金活泼、易腐蚀,在其表面直接喷涂涂层的结合力较差,为了提高锌合金表面与涂层的结合力,对锌合金基材作磷化处理和磷化后封闭处理再喷涂聚氨酯漆膜,探讨了磷化处理及封闭处理对锌合金表面膜层间结合力的影响,并应用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对磷化膜表面形貌、物相组成及成分等进行研究。结果表明:锌合金表面直接喷涂聚氨酯漆膜,漆膜与锌合金基材的结合力差,结合力等级大于5级;而锌合金表面不管是磷化后直接喷漆还是磷化后封闭处理再喷漆均能极大提高涂层与基体的结合力,其结合力等级均小于2级;封闭处理有助于降低磷化膜的孔隙率,磷化膜经封闭处理后孔隙率由13.9%降到3.5%;封闭处理会降低磷化膜与漆膜的结合力。     

化学镀镍对碳纤维增强聚酰亚胺表面WC/Co涂层抗热震性能的影响

在航空发动机涡轮叶片用碳纤维增强聚酰亚胺(C/PMR15)复合材料表面喷涂WC/Co涂层可以提高其抗氧化耐冲刷性能,采用整体热震法能够评定涂层与基体的结合力.研究了在C/PMR15基体上化学镀镍作为粘结底层对WC/Co喷涂层抗热震性能的影响,并与喷涂PMR15粉末作为过渡层的方法进行了比较.结果表明,在PMR15过渡层上不能得到完整的后续涂层,在化学镀镍粘结底层上可得到连续致密的镍基合金层和WC/Co涂层,镀镍层大幅度提高了基体抗氧化能力,缓和了WC/Co涂层和基体界面位置的热应力,涂层抗热震性提高.     

等离子体预处理的炭/炭复合材料等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层

为了提高等离子喷涂法所制羟基磷灰石涂层与炭/炭复合材料的结合力,采用氩气等离子体预处理结合等离子体喷涂法在炭/炭基体表面制备羟基磷灰石涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、划痕仪等研究羟基磷灰石涂层的形貌、相组成以及羟基磷灰石涂层与基体的结合力。结果表明:采用或不采用等离子体处理炭/炭复合材料,羟基磷灰石涂层形貌和相组成接近,羟基磷灰石涂层的临界载荷分别为14.0 N、8.9 N,前者比后者临界载荷提高了57.3%。采用等离子体处理可提高等离子体喷涂羟基磷灰石涂层与炭/炭复合材料基体的结合力。     

耐锌蚀陶瓷防护层的制备与腐蚀机理初探

采用电弧喷涂法预先在Q235钢试样基体上喷涂FeCrAl粘结层,再利用等离子弧喷涂制备Al2O3陶瓷涂层,分析了陶瓷涂层在500℃静态锌液腐蚀试验中的腐蚀机制及影响因素.通过SEM和XRD分析可知,Al2O3陶瓷涂层与锌液为不互溶材料,起隔离基体与锌液、防止铁锌发生互扩散反应的作用.试验结果表明,等离子喷涂的Al2O3陶瓷涂层能极大地延缓Q235钢腐蚀失效的时间,耐液锌腐蚀性极好;陶瓷涂层的结合强度和涂层厚度是影响耐锌蚀性能的主要因素.     

ZM6镁合金冷喷涂Al涂层结构与耐蚀性研究

为提高镁合金耐蚀性,在ZM6基体上采用冷喷涂技术制备了纯铝涂层。用扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、显微硬度测试仪等研究了涂层形貌结构和性能;利用电化学方法和中性盐雾实验对涂层的抗腐蚀性能进行了评价。结果表明:在ZM6基体上冷喷涂的铝涂层结构致密,孔隙率为0.8%,显微硬度HV平均为59.8,高于镁合金;结合力达到21MPa;涂层抗腐蚀性能优于镁合金,冷喷涂铝涂层的自腐蚀电位与镁合金相比较,提高了约700mV,中性盐雾实验200h无腐蚀,可为ZM6提供长效保护。     

喷涂功率对碳/碳复合材料表面羟基磷灰石涂层的影响

采用等离子喷涂技术在碳/碳复合材料表面制备了羟基磷灰石(HA)涂层,采用电子拉伸机和自制装置测定了不同喷涂功率下涂层与基体的抗剪强度,采用扫描电镜观察了涂层表面、剪切断裂表面的形貌,采用电子探针分析了试样截面的形貌和成分线分布.结果表明:随着喷涂功率的增加,涂层中HA颗粒的熔化程度和涂层与基体的抗剪强度均增加,涂层与基体的界面属于机械结合,其剪切断裂的形式主要有界面失效和涂层内部失效两种.     

冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构和力学性能研究

以Q235钢为基体制备高压冷喷涂Zn-Al合金涂层,研究了基体粗糙度对冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构、显微硬度和结合强度的影响。研究表明,冷喷涂Zn-Al合金涂层具有致密的组织结构,涂层孔隙率在0.5%以下,并且在喷涂过程中没有产生粉末相变和氧化,随着基体粗糙度增加,涂层-基体界面的机械咬合得到明显改善。基体粗糙度对涂层显微硬度的影响主要集中在涂层-基体界面附近,随着基体粗糙度增加,该界面附近涂层的显微硬度随之增加,而远离该界面的涂层显微硬度受基体粗糙度的影响不大。基体粗糙度对涂层结合强度有显著影响,当基体粗糙度由1.6增加到10.2μm时,涂层结合强度由7.5增加到46.4 MPa,拉伸断裂失效模式由粘着断裂转变为粘着断裂、粘聚断裂的复合失效模式。     

等离子喷涂功能梯度涂层抗热震性研究

对等离子喷涂方法制备的金属-陶瓷功能梯度涂层的抗热震性能进行了研究,结果表明:2mm厚金属陶瓷功能梯度涂层整体热震35次后涂层从铝基体上整体剥落失效,主要原因为热震冷却时最大热应力位置在基体与涂层界面位置,位于试样边缘处靠近基体一侧,使铝基体产生周期塑性变形,最终导致基体与涂层的热疲劳失效,同时基体与涂层中金属组元的氧化行为促进了涂层的剥落.     

铜基体上制备ZrO2-NiCrAlY梯度喷涂层的组织及其性能

功能梯度涂层能提高涂层与基体问的结合力、耐磨性,以往对铜基体上喷涂功能梯度涂层的研究较少.用等离子喷涂法,在铜基体上制备了zrO2-NiCrAlY梯度涂层.利用扫描电镜对涂层的组织形貌、成分进行了分析,对涂层的结合强度和抗热震性能进行了试验研究,并对试样进行了高温扩散处理.结果表明,梯度涂层设计合理,实现了成分和组织的连续梯度变化;与双层涂层相比,梯度涂层的结合强度和抗热震性有显著提高,涂层的结合以机械结合为主,梯度涂层内部是基体-涂层体系中最薄弱的环节;600℃热处理后,基体与涂层之间出现了扩散层.     

多道次喷涂对AZ80镁合金基体组织状态的影响

目的 为探究超音速火焰喷涂的高温高速射流对镁合金基体的影响,以形变后镁合金表面纯铜涂层的制备过程为研究对象,研究喷涂过程中镁合金基体的微观组织演化机理。方法 采用超音速火焰喷涂(HVAF)工艺在挤压态AZ80镁合金试样表面制备纯铜涂层,对不同喷涂道次下获得的试样进行微观组织观察与显微硬度测试,结合EBSD分析涂层结合面附近基体的晶粒尺寸分布、再结晶状态及织构取向等。结果 在高温高速射流作用下,涂层结合面附近的基体发生再结晶,平均晶粒尺寸由50 μm细化至15.2 μm;随着喷涂道次的增加,β相逐渐回溶,孪晶消失,基体硬度先降低至70HV0.2后恢复到80HV0.2,织构强度逐渐减小至10.042。结论 多道次超音速火焰喷涂过程中,由于第二相回溶与再结晶的共同作用,镁合金基体硬度呈现出先降低再升高的趋势;再结晶晶粒以晶界弓出形核与亚晶转变共同形成,并在涂层压应力作用下选择性偏转与长大,逐渐吞并原始变形晶粒;与此同时,亚晶界逐渐转变为大角度晶界,晶粒被再次细化,最终导致涂层结合面处基体产生明显的择优取向。     

等离子喷涂-激光重熔制备AlCuFe准晶涂层的研究

报道了在氩气气氛下，利用固体YAG激光对等离子喷涂AlCuFe准晶涂层进行激光重熔制备包含二十面体准晶I相及β类似相涂层的研究。结果表明，在激光功率固定为300W的情况下，随着激光扫描速度的增加，低碳钢基体中Fe元素对涂层的稀释度减小，从而使不同扫描速度下所得离子喷涂-激光重熔涂层中I相和β相的含量比I/β依次增加。同时随着激光扫描速度的增加，激光熔化涂层的熔池深度变浅。当激光扫描速度大于某一定值时，涂层熔化深度达不到涂层与基体的结合界面从而无法使涂层与基体之间实现冶金结合，不利于涂层结合力的提高。     

h-BN基复合陶瓷涂层防锅炉受热面的硫酸盐腐蚀性能

针对燃煤锅炉受热面存在的硫酸盐腐蚀问题,采用料浆法在20CrMn表面制备h-BN基复合陶瓷涂层,分析了涂层的抗热震性能、孔隙率和耐磨性能,并研究了350～450℃范围内未喷涂和喷涂涂层试样的防硫酸盐腐蚀性能。结果表明,涂层的抗热震性能良好,孔隙率低,耐磨性能与基材相近。结合热分析动力学对腐蚀试验数据进行处理,得出两种试样腐蚀的反应机理均符合二级相界面反应类型。计算得到未喷涂涂层和喷涂涂层试样的反应活化能分别为1 431.172 J·mol~(-1)和2 200.217 J·mol~(-1),可见喷涂涂层试样的腐蚀反应活化能高于未喷涂涂层试样,表明喷涂涂层试样的防腐蚀性能优于未喷涂涂层试样。分析试验后喷涂涂层试样的形貌、成分和物相,发现该试样仅表面出现少量Na_2SO_4晶粒,而内部基本未检测到Na_2SO_4,表明喷涂涂层提升了基材的防腐蚀性能。     

底盘变速箱静电涂装线联合清洗机的设计

在涂装行业中,清洗是一道关键工序.清洗能提高涂层与基体金属的结合力和抗腐蚀性能,否则,基体金属在即使有涂层的防护下,也能继续腐蚀使涂层剥落,影响工件的机械性能和使用寿命.静电喷涂对涂装前清洗要求较高.本文主要介绍一拖1002、802变速箱合件和802底板合件的静电涂装线的清洗机的设计.     

非晶Fe基涂层的制备工艺研究

本文研究了电弧喷涂中工艺参数对非晶涂层的含量以及性能的影响,以45钢为基材,制备了不同工艺参数下的涂层。研究结果表明,利用电弧喷涂技术可以铁基体上成功制备出含非晶涂层。不同工艺参数条件下所得涂层皆存在非晶相,但所得涂层质量存在明显差异。电弧喷涂完成后,对所制备的涂层与45钢进行了摩擦磨损对比试验,结果显示,在Fe基体上制备的非晶涂层显著改善了摩擦磨损性能。     

过渡层对TiN涂层结合力的影响

研究了不同过渡层TiN涂层结合力的影响,用划痕法测定了临界载荷Lc,扫描电镜观察了划痕形貌。结果表明,4种TiN复合涂层的结合力和硬度均明显高于TiN单层,其中Ni－W过渡层地结合力提高幅度最大,并对TiN涂层起到有力的支撑作用。以M2为基体的TiN复合涂层的临界载荷均高于硬度较低的、以3Cr2W8V钢为基体的TiN复合涂层的临界载荷。     

涂层工艺对聚碳酸亚乙酯载药涂层性能和体外释放动力学的影响

为了考察不同涂层工艺对冠脉支架涂层的影响,分别采用手动浸涂和自动超声喷涂法在316L不锈钢冠脉支架基体表面制备含雷帕霉素的聚碳酸亚乙酯(PEC)涂层。首先对PEC进行了凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)以及拉伸实验测试,初步证明其物理化学性质适合作支架可降解涂层材料。然后用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测定仪、球囊扩张法等对涂层表面的形貌、亲水性以及涂层和支架基体的结合力进行分析,并在PBS(pH=7.4)模拟体液中测试上述两种工艺方法制备的药物洗脱支架体外药物释放动力学曲线。结果表明,上述两种方法制备的药物涂层在微观结构、亲水性以及与支架的结合力方面存在一定差异,药物释放速率和释放趋势也有所不同,超声喷涂法制备的药物洗脱支架释放速率和释放趋势较稳定。     

高速电弧喷涂Fe-Cr-B-C-Al涂层的组织结构及其高温腐蚀行为

采用高速电弧喷涂技术在20G钢基体上制备了Fe-Cr-B-C-Al涂层。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、万能材料试验机以及硬度计研究了涂层的微观组织结构和力学性能;然后在650℃条件下进行了涂层的高温腐蚀试验,并与20G钢进行了对比,研究了涂层的耐高温腐蚀机理。结果表明:高速电弧喷涂Fe-Cr-B-C-Al涂层呈典型的层状结构,与基体的结合力较强,涂层内氧化物和孔隙较少;在650℃腐蚀100h后,20G钢的腐蚀增重约为涂层的13倍;在高温腐蚀过程中,涂层表面生成了具有保护作用的氧化膜,提高了涂层的耐高温腐蚀性能。