航空活塞发动机缸体再制造强化研究进展

航空活塞发动机在航空、军用装备领域发挥着重要作用,因其作为主要动力装置,决定了其工作环境为高温、高压等苛刻环境,导致缸体内壁严重损伤和失效。介绍了以再制造方式来修复损伤的航空活塞发动机,通过内孔热喷涂技术在缸套内壁沉积涂层,提升装备抵抗严苛外界环境的影响。以喷涂粒子、基体为主要研究对象,改变飞行喷涂粒子、基体的物性参数,在内孔件沉积耐磨损、耐高温、耐腐蚀等性能优质的涂层,延长航空活塞发动机的使用寿命,保证其可靠性服役。     

热喷涂技术在钢铁结构件防腐方面的应用

采用热喷涂方法喷涂锌或铝涂层可以保护钢铁结构件长期、安全地在海水、淡水、土壤、大气等腐蚀环境下服役 ,实现了数十年少维修的长效防腐蚀 .经过半个多世纪的试验研究和现场应用证明 :热喷涂防腐技术是迄今为止钢铁结构件长效防腐的最好方法 .简要介绍了热喷涂防腐技术的特点和该技术在国内、外的研究应用状况     

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。     

热喷涂技术替代电镀硬铬的研究进展

从热喷涂技术的发展,高速火焰喷涂(HVOF)涂层的性能,包括耐磨性、耐蚀性、对基体耐疲劳性的影响,热喷涂涂层替代电镀硬铬镀层的成本以及应用4个方面综述了近年来热喷涂技术替代电镀硬铬的研究进展.指出热喷涂技术已经在航空、冶金、包装印刷和造纸等工业领域部分替代了电镀硬铬工艺;由于热喷涂技术对于大工件、厚涂层在性能和价格上的优势,热喷涂技术在其他工业领域的应用也将得到迅速发展.     

表面工程与热喷涂技术及其发展

本文介绍了热喷涂技术在表面工程中的地位和作用．着重阐述了等离子喷涂、高速火焰喷涂、电弧喷涂、塑料粉末火焰喷滁等四种热喷涂技术的新进展及应用。     

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。     

铸铁零部件热喷涂修复技术及应用研究

对铸铁零部件热喷涂修复技术进行了分析,并通过应用热喷涂实例详细地介绍了铸铁零部件热喷涂工艺的操作方法和要点,并研究了喷涂层的元素分布情况、组织与力学性能变化。试验结果显示:铸铁基体与镍基喷涂层之间冶金结合良好,各种合金元素在基体界面与喷涂层之间没有出现聚集,呈连续分布的特征,由涂层至结合面再到基体,硬度呈依此降低趋势。     

水下等离子弧喷涂工艺及设备的国内外发展概况

水下等离子喷涂是一种新型的热喷涂工艺方法,它既提高了热喷涂涂层的质量,又减少了热喷涂对环境的污染.在这期的焊接沙龙中,我们特邀了一位热喷涂专家王志平博士,请他谈谈水下等离子弧喷涂的发展现状和应用前景,以及这种新工艺的基本原理、独特的工艺特点及未来发展的技术关键.     

热喷涂技术现状与发展

介绍了爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、超音速等离子弧喷涂、冷喷涂等喷涂技术的原理、特点等,并介绍了热喷涂的应用及发展趋势。     

热喷涂技术制备铝涂层及其在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性的研究现状

铝是一种应用十分广泛的耐腐蚀材料,热喷涂技术作为表面工程领域的重要技术之一,在钢铁材料表面喷涂铝涂层,能够对钢铁材料起到很好的耐腐蚀保护作用,延长钢铁的使用寿命,减少对钢材的维护与保养。目前通常采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术和冷喷涂技术制备铝涂层,对此三种热喷涂技术制备铝涂层的涂层特点和耐腐蚀性能进行综述。系统归纳了这三种热喷涂技术的热源温度、粒子飞行速度和喷涂距离对形成涂层特点的影响机制,以及铝涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀机理,揭示出铝涂层内部孔隙是影响其耐腐蚀性能的最主要因素,孔隙含量可由孔隙率表示,并指出随着孔隙率的增大,其耐腐蚀性能降低。但是并未详细指出涂层内部孔隙的含量和形状大小对涂层耐腐蚀性能的影响,因此通过进一步优化热喷涂技术制备铝涂层的工艺,研究不同孔隙含量的铝涂层和不同形状大小孔隙的铝涂层在实际服役工况下的具体耐腐蚀程度,对今后热喷涂铝涂层的实际应用具有重要的科学意义,是今后的重点研究方向之一。     

超音速等离子喷涂制备金属陶瓷涂层的抗冲蚀性能

通过高效能超音速等离子喷涂(SAPS)制备WC-Co及WC-Ni Cr金属陶瓷涂层,对比研究了2种涂层的抗冲蚀性能及在热腐蚀条件下的结构和性能演变。结果表明:2种涂层在喷涂过程中均会发生一定程度的脱碳,表现为W_2C相的形成;同时在WC-Co涂层中有少量的Co_3W_3C和Co_6W_6C相生成,且该涂层在热腐蚀后表层的WC相出现了分解与氧化,形成了W_3C、W_6C_(2.54)等脱碳相与CoWO_4、WO_3等氧化物相。在普通冲蚀条件下,WC-Co涂层的抗冲蚀性能更为优异,但热腐蚀会极大降低WC-Co涂层的抗冲蚀性能;与之相反,WC-NiCr涂层中的NiCr相在热腐蚀环境下生成的Cr_2O_3可以有效阻挡涂层内部与外部之间的物质扩散,从而降低了热腐蚀对涂层结构的破坏,在热腐蚀条件下表现出了优良的抗冲蚀性能。     

WC-Co复合粉末的原位合成及于硬质合金涂层制备中的应用

目的为解决超细/纳米WC-Co热喷涂时易于脱碳等瓶颈问题,制备具有高的硬度、断裂韧性、耐磨性和表面质量等优异综合性能的超细及纳米结构硬质合金涂层,并推广其在工业领域中的应用。方法以原位合成技术批量制备的超细/纳米WC-Co复合粉末为原料,利用团聚造粒技术制备得到具有高球形度和致密性,并保持原有超细/纳米结构的喷涂喂料粉末,利用超音速火焰喷涂工艺制备低脱碳、高致密的超细结构WC基涂层。结果降低喂料粉末孔隙度可有效减少涂层中W2C等脱碳相的含量,在优化工艺下制备的超细结构WC基涂层的硬度达到1450HV0.3以上,韧性相对于常规微米结构涂层提高40%以上,在两种载荷和磨料条件下均表现出更高的耐磨性。结论利用原位反应技术批量合成的超细/纳米WC-Co复合粉制备的硬质合金涂层具有优良的综合性能,可应用于对涂层的硬度、耐磨性、强韧性配合和表面质量有较高要求的工况。     

新型超音速电弧喷涂锅炉水冷壁防护涂层

为获得火电厂锅炉运行工况下具有较高寿命的的水冷壁防护涂层,在已有涂层成分的基础上自行设计制作了一种新型防护涂层。采用超音速电弧喷涂的方式,在Q235钢基体上制备了自研FeCrNiBSi涂层和FeCrNi两种涂层。对两种涂层进行耐高温腐蚀性能试验,并通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段对涂层在熔盐环境下腐蚀前、后的表面形貌和腐蚀机理进行研究。结果表明,FeCrNiBSi涂层较之FeCrNi涂层具有更好的抗高温腐蚀性能和更高的表面硬度,硬度高使得涂层耐粉尘冲蚀性好,从而更适合于做火电厂锅炉水冷壁防护涂层。     

Review of Thermal Spray Coating Applications in the Steel Industry: Part 1—Hardware in Steel Making to the Continuous Annealing Process

This two-part article series reviews the application of thermal spray coating technology in the production of steel and steel sheet products. Part 2 of this article series is dedicated to coating solutions in the continuous galvanizing line. The corrosion mechanisms of Fe- and Co-based bulk materials are briefly reviewed as a basis for the development of thermal spray coating solutions. WC-Co thermal spray coatings are commonly applied to low Al-content galvanizing hardware due to their superior corrosion resistance compared to Fe and Co alloys. The effect of phase degradation, carbon content, and WC grain size are discussed. At high Al concentrations, the properties of WC-Co coatings degrade significantly, leading to the application of oxide-based coatings and corrosion-resistant boride containing coatings. The latest results of testing are summarized, highlighting the critical coating parameters.     

含有金属黏结相的热喷涂WC涂层在盐雾中的腐蚀行为

研究黏结相化学成分对涂层材料的耐盐雾腐蚀性能的影响,对采用超音速火焰喷涂制得的WC?17Co和WC?10Co?4Cr涂层进行电化学试验和长时间的盐雾腐蚀实验(浓度为5%的NaCl溶液,温度35°C)。结果表明：WC?10Co?4Cr涂层的耐盐雾腐蚀性能优于WC?17Co涂层。对于WC?17Co涂层,主要腐蚀行为除了粘结金属的腐蚀外还包括WC颗粒与粘结相金属之间发生的微点偶腐蚀;对于WC?10Co?4Cr涂层,形成的氧化物有利于抑制金属相与粘结相的腐蚀。说明金属材料成分是影响超音速火焰喷涂WC基涂层耐盐雾腐蚀性能的重要因素之一。     

NiAl/NiCoCrAlY/8YSZ复合喷涂层的微观结构与性能研究

目的提高金属/陶瓷隔热涂层体系在海洋环境下的耐腐蚀性能。方法利用冷喷涂方法制备NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层,与等离子喷涂制备的8YSZ陶瓷层构成适用于海洋环境的多层结构耐蚀隔热涂层体系。利用FE-SEM分别观察喷涂态粘结层和陶瓷层的表面、横截面形貌,通过EDS分析涂层元素分布;利用XRD分析表征涂层的物相组成;借助万能材料试验机,采用拉伸法测试涂层结合强度;利用热循环试验和焰流冲刷试验测试涂层的耐高温性能。结果微观分析表明,冷喷涂制备的NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层形貌致密,涂层材料未发生明显氧化,颗粒变形程度不一,粘结层与基体间的结合强度约为18.4 MPa,粘结层与8YSZ陶瓷层界面结合紧密。陶瓷层物相结构和成分稳定,涂层经12次热震循环和1000个周期的高温焰流冲击后,表面未出现开裂、起皮和脱落。结论采用冷喷涂法和等离子喷涂法联合制备的耐蚀隔热复合涂层体系具备良好的耐热性和耐腐蚀性。冷喷涂制备的金属涂层结构致密,孔隙率低,与陶瓷层结合良好,能够有效提高涂层体系在腐蚀性环境中的耐蚀性能。NiAl复合涂层可以缓解Ni CoCrAlY粘结层和铝合金基材间的热匹配问题,增强涂层的结合性能。     

Ra 及 Rpc 对无铬耐指纹热镀锌板表面性能的影响

目的研究热镀锌板表面平均粗糙度Ra和峰值数Rpc对无铬耐指纹热镀锌板表面耐指纹性、耐腐蚀性和涂装性的影响。方法将Ra=0.6~1.1μm和Rpc=55~100的热镀锌板制成耐指纹板,采用X射线光电子能谱仪分析其组成,采用分光光度仪分析其耐指纹性,采用硫酸铜混合溶液滴定和盐雾试验方法检测其耐腐蚀性,采用涂漆和冲击实验检测其涂装性。结果耐指纹膜和锌层表面形成Si—O—Zn金属键,耐指纹膜除了物理结合,还通过化学键合的方式与锌层表面结合。在充分交联固化和化学键合的情况下,无铬耐指纹热镀锌板耐指纹性不受热镀锌板Ra和Rpc的影响;热镀锌板Ra值越低,耐腐蚀性越好;耐指纹膜单位质量为1.1 g/m2,Ra≤1.1μm时,耐指纹板72 h盐雾试验白锈面积不大于5%;热镀锌板Rpc值越高,无铬耐指纹热镀锌板涂装性越好,Rpc≥80时,耐指纹热镀锌板涂漆冲压后,漆膜完好。结论 Ra和Rpc对热镀锌板耐指纹性影响不大,对耐磨蚀性和涂装性影响显著。     

热喷涂技术制备纳米涂层的研究现状

目前热喷涂技术在军事装备、交通运输、航空、机械等领域已经获得了广泛的应用,但由于传统热喷涂涂层在耐磨损与耐腐蚀性能方面存在着一些不足,导致传统涂层出现使用寿命较低等问题,热喷涂纳米涂层为更有效解决上述问题开辟了新途径。本文介绍了制备纳米涂层的各种超音速热喷涂技术及近来研究进展,并对超音速喷涂技术的发展前景做了展望。     

Influence of Powder Porous Structure on the Deposition Behavior of Cold-Sprayed WC-12Co Coatings

The limited deformation of hard cermet particles and impacted coating makes it difficult for conventional thermal spray powders to continuously build up on impact in cold spraying. In this study, three nanostructured WC-12Co powders with different porous structure and apparent hardness were employed to deposit WC-Co coatings on stainless steel substrate by cold spraying. The deposition characteristics of three powders of porosity from 44 to 5% were investigated. It was found that WC-Co coating is easily built-up using porous powders with WC particles bonded loosely and a low hardness. The microhardness of WC-12Co coatings varied from 400 to 1790 Hv with powders and spray conditions, which depends on the densification effects by impacting particles. With porous WC-Co powders, the fracture of particles on impact may occur and low deposition efficiency during cold spraying. The successful building up of coating at high deposition efficiency depends on the design of powder porous structure.     

Influence of the HVOF Gas Composition on the Thermal Spraying of WC-Co Submicron Powders (−8 + 1 μm) to Produce Superfine Structured Cermet Coatings

Thermal spraying technology represents a novel and promising approach to protect forming tools with complex surfaces and highest shape accuracy against abrasive wear and galling. However, due to high or nonuniform layer thicknesses or inappropriate surface roughness conventional coarse-structured coatings are not suitable to achieve this aim. The application of novel submicron or nanoscaled feedstock materials in the thermal spray process can provide the deposition of cermet coatings with significantly improved characteristics and is recently of great interest in science and industry. In this collaborative study, the feeding and HVOF spraying of WC-Co submicron powders (?8 + 1 μm) have been investigated to manufacture superfine structured, wear resistant, near-net-shape coatings with improved macroscopic properties and smooth surfaces. The influences of varying HVOF gas compositions on the spray process and the coating properties have been analyzed.