丝-粉电弧喷涂Cu-Sn复合涂层的结合强度研究

研究了丝-粉电弧喷涂工艺参数对Cu-Sn复合涂层结合强度的影响。试验结果表明,在其他条件不变的情况下,电弧电压、工作电流和空气压力是影响Cu-Sn复合涂层结合强度的主要因素。     

激光辅助涂层技术和表面改性质量的研究概述

激光辅助涂层技术的目的是保护暴露的工业产品或易受化学损伤的部件和结构.概述了想要在材料表面的高性能和昂贵部件中权衡制造成本,主体部件可由更便宜的材料制成,通过涂覆技术以达到成本设计的最优化.重点综述了近年来激光辅助技术的研究进展.使用激光作为热源制造机械零件的一组革命性工艺,包括采用基于激光的工艺在所选区域上产生材料沉积以提供保护层和增强基材的耐腐蚀和耐磨性、传热和机械性能.迄今为止,已经引入和研究了多种激光辅助工艺,包括增材制造(AM)、激光表面合金化(LSA)、激光表面熔覆(LSC)、激光辅助等离子体喷涂(LPS)、激光化学气相沉积(LCVD)及其他多种激光辅助涂覆技术.重点归纳了涂覆过程中每种工艺的优势及限制其应用的缺点.对激光辅助涂层方法进行了分类,归纳了激光辅助涂覆方法,并对其进行了比较研究,用以提供更清晰的图片和选择合适的涂层技术,从而根据实际应用获得最理想的涂层设计方案.最后展望了通过发展更先进的技术和材料,可能会获得更高质量的保护性能.     

开展国际合作 加快中心建设——俄罗斯圣彼得堡市大学校长代表团访问国家模具CAD工程研究中心

2005年1月24日上午，以俄罗斯圣彼得锈市科技高等教育委员会主席Alexander Victorov教授为团长的圣彼得绣市大学校长代表团访问了上海交通大学国家模具CADI程研究中心张江基地。代表团成员包括圣彼得锈国立航空航天大学校长Anatoly Ovadenko教授、圣彼得堡国立技术大学校长Andrey Rudskoy教授、圣彼得堡国立电工大学校长Dmitry Puzankov教授、圣彼得堡国立财经大学副校长Sergey Kovalev教授、     

直流电弧等离子体喷射在金刚石膜制备和产业化中的应用

综述了北京科技大学在直流电弧等离子体喷射CVD金刚石膜沉积系统研制和改进及大面积高质量(包括光学级)金刚石自支撑膜沉积的研究进展和产业化状况.用同样技术研发出了可用于复杂形状硬质合金工具金刚石膜涂层工具批量生产的强电流直流伸展电弧等离子体CVD金刚石膜涂层系统,讨论了利用该设备研发金刚石膜涂层硬质合金工具及其现场切削试验的结果.     

电弧喷涂工艺参数对铝镁合金涂层结合强度的影响

采用ZK400型超音速电弧喷涂设备,在Q235基体卜制备铝镁合金涂层.用正交试验方案对喷涂电压、喷涂电流、喷涂距离和压缩空气压力等工艺参数对涂层结合强度的影响进行研究.结果表明,空气压力对涂层结合强度影响最大,其次为喷涂距离,喷涂电压及电流影响较小.本试验条件下,最佳工艺参数为喷涂电压32V、喷涂电流180A、喷涂距离160mm、卒气压力0.75MPa.     

激光制备镍基纳米WC/Co复合涂层的耐磨性研究

对不锈钢表面激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的耐磨性进行了研究。结果表明,与热喷涂及喷焊Ni基WC／Co涂层相比,激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的相对耐磨性明显较高。在选定的试验条件下,激光涂覆层的相对磨损体积分别为热喷涂及喷焊层的6．91％及15．46％,其原因是激光快速涂覆工艺及纳米WC／Co综合作用的结果。     

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。     

锌铬涂层精度控制研究

目的控制锌铬涂层前处理及涂覆工艺参数,实现锌铬涂层厚度均匀性的提高及零件尺寸精度控制。方法采用均匀设计法进行实验设计,对涂层制造工艺中的前处理和涂覆工艺参数进行优化,通过对喷丸、喷涂参数进行控制,改善锌铬涂层的质量。结果通过优化试验并经均匀设计软件计算,获得了膜层在不同黏度和抛甩速度下的等值图,根据等值图改进涂覆参数后,表面粗糙度Ra可达到1.6μm,膜层厚度精度达到±1.5μm。结论通过等值图选择合适的涂覆工艺,可有效控制锌铬涂层附着量,达到对涂层质量进行控制的目的。     

空气等离子弧切割的特点

<正>空气等离子弧切割是指用压缩空气作离子气,用压缩空气电离后产生的电弧热进行切割的切割方法。在电弧作用下,电离了的空气等离子体热焓值高,因而电     

Sol-gel法镁合金表面制备SiO2涂层及其腐蚀性能研究

利用有机醇盐水解法制备了SiO2溶胶,采用溶胶-凝胶法在AZ91D镁合金表面制备了SiO2涂层.通过SEM、XRD等分析技术对涂层表面结构和组织进行表征,并探讨了该涂层的耐腐蚀性能及涂覆次数对腐蚀性能的影响.结果表明:以正硅酸乙酯为原料、无水乙醇为溶剂、盐酸为催化剂,可制备出均匀透明的SiO2溶胶;3.5％NaCl水溶液浸泡腐蚀试验表明,SiO2涂层显著提高了镁合金表面的耐腐蚀性能.     

Additive Technologies as Breakthrough Solutions for Creating Advanced Functional Materials

Metal Science and Heat Treatment - The main directions of the development of additive technologies at the Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University are considered. Fabrication and...     

Kinetics of saturation of steel by nitrogen and carbon in high-temperature carbonitriding with high nitrogen potential

In order to increase the bending strength, resistance to contact fatigue, wear resistance, and heat resistance of machine parts with a minimal change in their dimensions, currently the technology of high-temperature carbonitriding with high nitrogen potential is used in a number of domestic machine manufacturing plants. In this paper, we have theoretically and experimentally analyzed the effect of different carbonitriding conditions on the kinetics of diffusion saturation of the steel by nitrogen and carbon.State Technical University, St. Petersburg; State Pedagogical University, Volograd. Translated from Metallovedenie i Termiceskaya Obrabotka Metallov, No. 4, pp. 2–5, April, 1994.     

等离子喷涂典型耐磨涂层材料体系与性能现状研究

等离子喷涂作为重要的热喷涂技术之一,在零件表面强化处理与再制造损伤修复领域具有广泛的应用.由于不同机械零部件工作环境(温度、转速、腐蚀环境、润滑状况等)、基体材质及运动形式等因素存在较大的差异,因而通常需根据其具体服役工况选择最优的表面强化涂层,以满足零件表面摩擦学性能需求,提升机械装备的综合服役性能.基于此,对国内外采用等离子喷涂技术所制备的典型耐磨涂层的材料体系及涂层性能进行了详细地综述,系统介绍了组织成分、物相结构、力学性能、服役工况等因素对典型涂层(包括金属基涂层、陶瓷基涂层及多相复合涂层等)摩擦学性能的影响机理.结果表明,涂层的摩擦学性能受到涂层自身特性相关的内因(包括孔隙率、力学性能、组织成分等)和服役工况相关的外因(包括载荷、频率、润滑状态、工作介质等)的影响;典型金属基耐磨涂层包括Fe基、Ni基和Mo基涂层等,通过表面处理、后处理和工艺优化等手段,可显著改善涂层的摩擦学性能;采取不同的喷涂方式因颗粒熔化程度差异,使陶瓷基涂层产生不同的磨损程度;针对纳米、微米结构的陶瓷基涂层进行对比分析,发现纳米涂层通过吸收应力而降低磨损;复合涂层通过添加润滑相能够降低其摩擦因数、减轻涂层磨损,其中相较于单一润滑相,多组润滑相能通过发挥协同润滑效果,使涂层在不同温度区间下保持良好的耐磨性.最后,对等离子喷涂涂层耐磨性能的提升和优化方向进行了展望.     

Cyclic-Oxidation Behavior of Thermal-barrier Coatings Exposed to NaCl Vapor

A Ni–24Cr–6Al–0.7Y (NiCrAlY) coating was deposited on a nickel-base superalloy by low-pressure plasma spraying, and the top coating, ZrO₂ partially stabilized with Y₂O₃ (7.5 wt%), was deposited on the NiCrAlY coating by air-plasma spraying. The cyclic-oxidation behavior of the NiCrAlY + YSZ coating exposed to NaCl vapor was investigated under atmospheric pressure at 1,050 °C, 1,100 °C and 1,150 °C. The cyclic-oxidation life of the NiCrAlY + YSZ coating in the presence of NaCl vapor was shortened compared with that in air. The higher the temperature is, the shorter the cyclic oxidation life. The oxide scale formed at the interface between the bond coat and the ceramic layer after exposure to NaCl vapor consisted of voluminous and non-protective NiO, Al₂O₃ and NiCr₂O₄ spinel. The failure of the TBC exposed to NaCl vapor occurs within the top coat and close to the YSZ/thermal growth oxide interface. The failure mechanism has been discussed based on the experimental results and thermodynamics.     

反应等离子喷涂 TiN 涂层的研究进展

TiN具有硬度高、韧性好、摩擦系数小、化学性能稳定等优点,广泛应用于刀具、装饰、表面防护等领域。目前制备TiN涂层的方法有很多,如气相沉积、热喷涂、电镀等,反应等离子喷涂则是最常用的金属-陶瓷复合涂层制备方法。概述了反应等离子喷涂技术的基本原理和分类,包括反应等离子喷涂涂层的形成过程及工艺的优缺点。综述了反应等离子喷涂TiN涂层的喷涂工艺及性能的研究进展,包括涂层的制备方法(原位合成法、烧结破碎法)和性能特点,重点分析了涂层的力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能,并提出了可以依靠热处理工艺或封孔技术来提高涂层的耐腐蚀性能。依据实验和查阅的文献,反应等离子喷涂结合了自蔓延高温合成技术和等离子喷涂技术,可以制备质量优良的厚TiN涂层(500μm),是一种新型的低成本涂层制备技术,但是反应等离子喷涂制备TiN涂层存在孔隙率较高(5%~10%)、结合强度较低(50 MPa)的问题。分别从技术、设备、工艺、后处理四个方面总结了改善涂层质量的相应措施,展望了今后的研究发展方向。     

热喷涂技术在产品再制造领域的应用及发展趋势

再制造产业已列为国家发展战略性新兴产业,热喷涂技术具有喷涂材料广泛、基体形状与尺寸不受限制、涂层厚度容易控制、工艺操作简单、成本低效率高、能赋予零件表面特殊性能等特点,是实现损伤零部件表面尺寸恢复和性能提升的关键技术手段,已成功应用于国防工业、印刷、航空航天、石油化工、矿山机械、电力等领域装备零部件的再制造。文中综述了等离子喷涂、高速火焰喷涂、高速电弧喷涂及其他热喷涂技术的特点及其在再制造领域的典型应用,提出热喷涂技术应用于再制造领域未来的发展趋势主要表现在:加强热喷涂技术在再制造领域的适应性研究、深入复合技术的研究和应用、推动热喷涂技术在高效规模化生产应用中的研究以及加强热喷涂再制造技术标准、工艺规范等方面的研究。     

Numerical Study on Plasma Jet and Particle Behavior in Multi-arc Plasma Spraying

Plasma jet and particle behavior in conventional single-arc plasma spraying has been subject to intensive numerical research. However, multi-arc plasma spraying is a different case which has yet to be investigated more closely. Numerical models developed to investigate the characteristics of multi-arc plasma spraying (plasma generator, plasma jet, and plasma–particle interaction models) were introduced in previous publications by the authors. The plasma generator and plasma jet models were already validated by comparing calculated plasma temperatures with results of emission spectroscopic computed tomography. In this study, the above-mentioned models were subjected to further validation effort. Calculated particle in-flight characteristics were compared with those determined by means of particle diagnostics and high-speed videography. The results show very good agreement. The main aim of the current publication is to derive conclusions regarding the general characteristics of plasma jet and particle in-flight behavior in multi-arc plasma spraying. For this purpose, a numerical parameter study is conducted in which the validated models are used to allow variations in the process parameters. Results regarding plasma jet/particle in-flight temperatures and velocities are presented. Furthermore, the general characteristics of plasma jet and particle behavior in multi-arc plasma spraying are discussed and explained. This contributes to better understanding of the multi-arc plasma spraying process, in particular regarding the injection behavior of particles into hot regions of the plasma jet. Finally, an example test case showing a possible practical application area of the models is introduced.     

热喷涂 Mo 及 Mo 基复合涂层研究进展

热喷涂Mo及Mo基复合涂层因熔点高、硬度高、耐磨损、耐腐蚀及高温性能稳定等诸多特点,而广泛应用于机械零件生产及表面修复。随着以资源有效利用和机械产品再制造为一体的可持续发展战略不断推进,此类涂层将拥有更为广阔的应用前景。首先介绍了国内外在热喷涂Mo及Mo基复合涂层方面的研究发展和应用现状;随后依据热喷涂技术的发展历程,分别总结论述了不同热喷涂技术,即火焰喷涂(普通火焰喷涂、高速火焰喷涂)、等离子喷涂(普通等离子喷涂、超音速等离子喷涂、微束等离子喷涂、低压等离子喷涂)及电热爆炸喷涂中,Mo及Mo基复合涂层的制备工艺、涂层性能特点及存在的问题;接着指出了热喷涂Mo及Mo基复合涂层在新概念武器、航空航天等高科技领域的应用前景。最后,就进一步拓展Mo及Mo基复合涂层在贫油减摩、高温高速耐磨、高温耐腐蚀及氧化等复杂环境下的应用范围,结合热喷涂技术的研究热点及发展方向,指出了未来热喷涂Mo及Mo基复合涂层在材料组分设计和工艺优化研究中应重点关注的方面。     

Cr_3C_2-NiCr涂层等离子喷涂工艺参数的优化

采用正交试验方法研究了等离子喷涂工艺参数对Cr_3C_2-NiCr涂层显微硬度的影响,并应用极差分析方法对试验结果进行了分析.结果表明,影响涂层性能的因素从主到次依次为喷涂距离、电流、送粉气流量和电压.Cr_3C_2-NiCr涂层最佳的等离子喷涂工艺参数是电流500 A,电压65 V,喷涂距离100 mm,送粉气流量7 L/min.采用优化后的等离子喷涂工艺制备的涂层,粒子熔化充分,涂层均匀致密,孔隙率低,界面结合良好,是高质量的热喷涂涂层.     

低压等离子喷涂技术在功能性涂层的应用进展

与常规等离子喷涂相比,低压等离子喷涂技术在真空或低压下进行等离子喷涂,可制备更低杂质、更高致密度、更高结合强度的涂层。介绍了常规等离子喷涂焰流速度高、工艺稳定性好、沉积效率高、可控性好的特点,详细阐述了低压等离子喷涂技术清洁、高速、长焰流、预热、电清理的工艺优势,说明了低压等离子喷涂技术在热障涂层、抗气蚀涂层、面向等离子体材料等功能性涂层制备上的应用,最后从完善相关理论、与其他技术联用、工艺在线可控、气氛压力更低等方面,以及在航空、航天、电子等领域的运用,对低压等离子喷涂技术的发展进行了展望。