等离子喷涂送粉剖析及粉末经处理

等离子喷涂所得的涂层，其质量决定于所采用的喷涂工艺是否正确与合理，而且很大程度上与送粉器的送粉好坏密切相关，能定量、稳定、均匀地送粉是保证涂层质量的前提。介绍了国内几各达粉器的结构和工作原理，并针对现行送粉器输同细粉末均匀性不的缺点，设计制作了一种粉末均化器。该均化器经实验和实际应用，效果很好，大大提高了涂层质量。     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的工艺研究

采用SprayWatch-2i粒子测速仪测定等离子喷涂时粒子的飞行速度及温度,确定最佳喷涂电流和电压参数,改变送粉方式和送粉速率制备Al2O3涂层.研究所制备涂层的孔隙率、显微硬度、耐磨性及结合强度,研究结果指出：影响Al2O3涂层质量的主要工艺参数为喷涂功率、送粉方式和送粉速率,等离子喷涂10～40μmAl2O3粉末制备Al2O3陶瓷涂层的最佳工艺参数为电流600 A、电压60 V、枪内送粉、送粉速率10.25 g/rmin.     

粉末粒度对WC-Co涂层结构和性能的影响

采用低功率内送粉等离子喷涂设备,选择两种粒度不同的WC-Co粉末,在不同功率下,在不锈钢基体上制备WC-Co涂层。利用XRD、SEM等分析手段对原始粉末和涂层的显微结构和物相组成进行观察和分析,利用显微硬度仪测量涂层显微硬度。结果表明:与细粉相比,粗粉喷涂涂层的组织致密、均匀,孔隙率小。粗粉喷涂涂层显微硬度可达1500 HV以上,涂层主晶相是WC,也存在少量W2C相,随着等离子能量增加,W2C增多;细粉喷涂涂层,WC发生大量的脱碳分解,涂层主晶相是W2C,显微硬度低。因此粗粉在适当功率下更适合低能等离子喷涂。     

纳米粉末对轴向等离子喷涂TiB2-Al2O3复合涂层的影响

采用三阴极轴向送粉等离子喷涂制备TiB2/Al2O3陶瓷复合涂层,其中一种喷涂粉末是自蔓延高温合成的常规微米级TiB2/Al2O3复合粉末,另一种是由TiB2/Al2O3复合粉掺杂质量分数10%的纳米Al2O3粉经喷雾干燥造粒制备的纳微米结构喂料.比较研究两种涂层的微观组织、耐磨性能,探讨纳米粉末对涂层的影响:扫描电镜、X射线衍射分析涂层微观结构和物相组成;转盘磨损试验测试涂层的耐磨性能.结果显示两种涂层表面洛氏硬度相当,纳米掺杂涂层组织致密性、耐磨性明显高于常规粉末涂层,以及TiB2的氧化产物TiO2含量低于常规粉末涂层.     

低压冷喷涂Al(Y)-Al2O3-MoS2涂层的工艺优化及其耐磨损性能研究

目的 为了获得优异耐磨损性能的冷喷涂铝基复合涂层。方法 采用低压冷喷涂技术在Q235碳钢上制备了新型耐磨蚀Al(Y)-Al2O3-MoS2复合涂层，利用三元二次正交试验方法结合曲面响应分析方法，对影响涂层耐磨损性能的制备条件进行了研究。通过二次回归建立了相应的数学模型，并对涂层的耐磨损性能与喷涂温度、送粉速率、Al-Y合金粉与MoS2粉末的质量比等3种因素的关系进行了探讨，分析了它们对涂层耐磨性能的影响，确定了涂层的最佳制备条件。结果 3种因素对涂层耐磨损性能的影响显著性依次为：Al-Y合金粉与MoS2粉末的质量比>喷涂温度>送粉速率。耐磨涂层的最佳制备条件：喷涂温度范围为350~400 ℃，送粉速率为38.20~46.44 g/min，Al-Y合金粉与MoS2粉末的质量比为2~2.5。结论 最佳制备条件下的Al(Y)-Al2O3-MoS2涂层具有良好的耐磨损性能，能够保证海洋油气装备的长效安全和服役可靠性，涂层的磨损机制主要是MoS2的润滑作用以及与对偶件的氧化粘着磨损和磨粒磨损。     

可送粉末复合式电弧喷涂枪的设计

基于针对电弧喷涂应用的局限性,设计了一种能有效结合电弧喷涂和火焰喷涂优点的复合式电孤喷涂枪.该喷涂枪设有一个送粉装置,可同时实现电弧喷涂和粉末喷涂,扩大了电弧喷涂的应用范围.通过改变合金粉末的种类和送入量,实现不同性能要求的复合涂层的制备.     

等离子喷涂镍基合金涂层的工艺优化

采用等离子喷涂工艺在GCr15钢基体上制备Ni60B合金涂层.通过正交试验法分析了喷涂工艺参数对涂层的结合强度的影响.其影响顺序自强至弱依次为功率、送粉速率、主气流量、喷涂距离.在功率为30 kW、送粉速率为30 9·min-1、主气流量为75 L·min-1、喷涂距离为105 mm时,涂层结合强度最高,达到59.311MPa.相结构分析结果表明,涂层材料未发生明显改变,保持了原始粉末性能.SEM观察结果表明,优化后的涂层组织更加紧密,质量明显提高.     

等离子喷涂钼涂层的工艺性能研究

在45钢基材上用等离子喷涂方法制备纯钼涂层,对不同工艺参数下制得的涂层进行了性能、SEM分析.结果表明,涂层的工艺性能与喷涂工艺参数有密切关系.不同喷涂电流下,涂层的显微硬度与涂层孔隙率成反比例关系,而孔隙率又是随电流的增大先增加后减小的.工作气体的流量在25～45L/min时,喷涂粉末沉积效率最高.送粉量过大则气孔率增大,降低了涂层之间的粘结强度和涂层的显微硬度;过小则粉末沉积效率降低.     

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.     

等离子喷涂工艺参数对二硅化钼涂层微观结构的影响

以30～54μm的二硅化钼为喷涂粉末,研究了喷涂参数对二硅化钼涂层微观结构的影响。结果表明,喷涂过程中,喷涂粉末中部分四方相MoSi2(t)转变为六方相MoSi2(h),MoSi2中Si含量出现了烧损。随着喷涂距离、功率、氩气流量和送粉速率的增加,涂层的孔隙率先降低后升高。随着氩气流量和送粉速率的增加,熔融粒子氧化程度逐渐减弱;而喷涂距离和喷涂功率的增加,熔融颗粒氧化加剧,富钼相出现的趋势增加。获得以MoSi2为主相涂层的喷涂工艺规范较宽,较佳的喷涂工艺参数为:喷涂电流500A、电压70V、喷涂距离100mm、送粉量26g/min、氩气流量45 L/min。     

Cf/SiC表面等离子喷涂金属过渡层及其界面结合特征

目的采用等离子喷涂工艺(APS)在C_f/SiC复合材料表面制备金属涂层。方法在对比等离子喷涂Mo粉、NiCrBSi粉以及自制的Ti70Ni20Cu10复合粉末三种涂层的组织形貌和界面结合的基础上,制备了Mo-10%Ti复合涂层,喷涂用粉为通过低速球磨方法在大颗粒的Mo粉表面包覆TiH_2粉末而得,喷涂时将基体预热至700℃,在氩气保护气氛下进行喷涂。结果 APS制备的Mo-10Ti涂层,组织致密均匀,孔隙率较低,无明显裂纹。涂层与基体结合紧密,没有发生剥离现象,结合强度超过6.3 MPa,断裂发生于基体侧。结论材料的热膨胀系数和润湿性是影响等离子喷涂金属涂层与C_f/SiC复合材料结合的关键因素,所设计的Mo-Ti复合涂层较好地兼顾了这两点。     

HVOF制备铝青铜涂层工艺优化及工艺参数对涂层性能的影响

目的 利用超音速火焰喷涂技术,在铸铝表面沉积质量优良的铝青铜涂层.方法 基于正交实验,研究煤油流量、氧气流量、送粉速率和喷涂距离对涂层厚度、孔隙率、显微硬度和结合强度的影响.通过XRD图谱,对喷涂粉末和涂层相结构组成进行分析.利用场发射扫描电子显微镜,观察涂层截面形貌,测量涂层厚度.使用ImageJ软件测量孔隙率.采用显微硬度计和电子万能试验机,测量涂层的显微硬度和结合强度.针对正交实验结果,采用极差分析法进行分析,确定最优的工艺参数.结果 由极差法分析得到最优工艺参数:煤油流量为22 L/h,氧气流量为900 L/min,送粉速率为80 g/min,喷涂距离为200 mm.采用最优工艺参数制备涂层,测得涂层厚度为405.43μm,孔隙率为0.10％,结合强度为61.63 MPa,显微硬度为330.33HV0.3.结论 与粉末相比,涂层的相组成未发生改变,均为α相和β'相.通过极差分析可知,不同工艺参数对涂层孔隙率、厚度、显微硬度和结合强度的影响程度不同.在本实验选取的主要工艺参数中,送粉速率对涂层孔隙率和厚度的影响程度最大,喷涂距离对涂层显微硬度的影响程度最大,煤油流量对结合强度的影响程度最大.     

以沥青为前驱体制备TiC/FeCrNi反应火焰喷涂复合涂层

以钛铁粉、CrFe粉、羰基镍粉和碳的前驱体（石油沥青）为原料,通过前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末,并通过普通火焰喷涂成功地合成与沉积了TiC/FeCrNi复合涂层.采用XRD和SEM对喷涂粉末和涂层的相组成和显微结构进行了分析,同时对涂层耐磨性能进行了对比研究.研究结果表明：采用前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;所制备的TiC/FeCrNi复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于金属基体内部而形成的复合强化片层叠加而成,TiC颗粒呈纳米级;基体由（Fe,Cr）和Cr0.19Fe0.7Ni0.11两相组成;相同条件下,所获TiC/FeCrNi复合涂层磨损体积大约是常规火焰喷涂Ni60涂层的1/8.     

粉末电爆喷涂方法制备Ti3SiC2涂层

在自制的连续送粉电爆喷涂设备上,以Ti₃SiC₂粉末为电爆喷涂材料制备了Ti₃SiC₂涂层。根据所制备涂层的表面形貌和截面特征,分析了充电电压、粉末粒径、石墨掺入量对电爆喷涂过程的影响。结果表明,粉末粒径为28 μm,充电电压高于15 kV、掺入的石墨粉为10%时,涂层沉积率较高,均匀性较好。XRD分析表明,涂层由TiC与Ti₃SiC₂组成。采用胶结对偶试样拉伸试验法测定的涂层结合强度大于37 MPa。分析认为,掺和石墨粉可提高电爆时粉末的导电性,减少粉末粒子外边缘的沿面放电,使粉末获得更加充分的加热,有利于涂层的形成。     

反应火焰喷涂工艺对复相陶瓷涂层孔隙率和硬度的影响

以Ti粉、B4C粉和蔗糖(碳的前驱体)为原料,采用反应火焰喷涂技术在钢基体表面制备了TiC-TiB2复相陶瓷涂层,研究了反应火焰喷涂工艺参数(喷涂距离、送粉气压力和喷涂团聚粉的预热温度)对涂层孔隙率和显微硬度的影响.结果表明,在一定条件下,随喷涂距离增加、送粉气压力增大、喷涂粉体预热温度升高,涂层的孔隙率和显微硬度均分别表现出减少和增加的趋势.正交试验结果表明,Ti-B4C-蔗糖体系制备TiC-TiB2涂层最佳工艺条件是喷涂距离为220 mm,送粉气压力为0.3 MPa,团聚粉预热温度为240℃.涂层主要由TiC0.3N0.7、TiB2与TiO2相及孔隙组成,其中TiC0.3N0.7-TiB2为涂层的主相,TiO2为副产物相.涂层与基体之间既有机械结合,又有冶金结合.     

金属喷涂工艺与设备

20091200锆涂层对钛/瓷结合强度的影响[英]/段珍珍…//China Welding.-2008,17(3):10~14采用磁控溅射法在钛表面溅射一层锆涂层,研究了锆涂层对钛/瓷界面微观组织和力学性能的影响。结果表明,在烤瓷过程中,钛/瓷界面发生了原子相互扩散,锆涂层能有效的防止钛表面过度氧化。当溅射锆涂层时间为1h,钛/瓷结合强度达到29.7MPa,与没有溅射涂层的钛/瓷结合强度23.5MPa相比,提高了26.4%。图8表2参920091201可送粉末复合式电弧喷涂枪的设计/蒋湘云…//电焊机.-2008,38(8):65~67基于针对电弧喷涂应用的局限性,设计了一种能有效结合电弧喷涂和火焰喷涂优点的复合式电弧喷涂枪。该喷涂枪设有一个送粉装置,可同时实现电弧喷涂和粉末喷涂,扩大了电弧喷涂的应用范围。通过改变合金粉末的种类和送入量,实现不同性能要求的复合涂层的制备。图5参620091202高速电弧喷涂铁基Cr3C2复合涂层的显微组织/贾焕丽…//机械工程材料.-2008,32(9):45~48采用高速电弧喷涂技术将自制的铁基Cr3C2粉芯丝材在20钢上制备复合涂层,采用SEM、TEM、XRD等研究了涂层...     

金属喷涂工艺与设备

20091200锆涂层对钛/瓷结合强度的影响[英]/段珍珍…//China Welding.-2008,17(3):10~14采用磁控溅射法在钛表面溅射一层锆涂层,研究了锆涂层对钛/瓷界面微观组织和力学性能的影响。结果表明,在烤瓷过程中,钛/瓷界面发生了原子相互扩散,锆涂层能有效的防止钛表面过度氧化。当溅射锆涂层时间为1h,钛/瓷结合强度达到29.7MPa,与没有溅射涂层的钛/瓷结合强度23.5MPa相比,提高了26.4%。图8表2参920091201可送粉末复合式电弧喷涂枪的设计/蒋湘云…//电焊机.-2008,38(8):65~67基于针对电弧喷涂应用的局限性,设计了一种能有效结合电弧喷涂和火焰喷涂优点的复合式电弧喷涂枪。该喷涂枪设有一个送粉装置,可同时实现电弧喷涂和粉末喷涂,扩大了电弧喷涂的应用范围。通过改变合金粉末的种类和送入量,实现不同性能要求的复合涂层的制备。图5参620091202高速电弧喷涂铁基Cr3C2复合涂层的显微组织/贾焕丽…//机械工程材料.-2008,32(9):45~48采用高速电弧喷涂技术将自制的铁基Cr3C2粉芯丝材在20钢上制备复合涂层,采用SEM、TEM、XRD等研究了涂层...     

再生WC-Co复合粉及高耐磨性硬质合金涂层的制备

以WC-6Co废旧硬质合金块体和Co_3O_4粉末为原料,采用氧化-还原碳化法制备再生WC-12Co复合粉,将复合粉经过造粒和热处理制备再生热喷涂喂料,进而采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备再生WC-Co硬质合金涂层,比较再生硬质合金涂层和商业购买热喷涂喂料制备涂层的显微组织、耐磨性及其机制。结果表明:当配碳量为16.70%(质量分数)时,再生复合粉的碳含量适中;制备的再生热喷涂喂料由WC和Co相组成,热喷喂料球形度好,粒径分布均匀,平均粒径为23μm;再生WC-12Co硬质合金涂层的结构致密,WC晶粒尺寸分布均匀。与商业化热喷涂粉制备涂层显微组织和性能相比,再生涂层的磨粒磨损性能明显优于商业喷涂粉制备涂层的,其根本原因是两者的磨损机制不同。     

多功能微弧等离子喷涂技术

根据空气动力学和等离子喷涂理论,按照"一专多能"的设计指导思想,采用IGBT逆变技术、微电脑控制技术、软开关变换技术、拉瓦尔喷嘴和中心轴向送粉等,设计了多功能微弧等离子喷涂系统,且具有体积小、重量轻、抗干扰强、控制精确、喷涂粒子速度高、粉末沉积效率高等特点,可制备各种金属合金、金属陶瓷以及氧化物涂层.通过试验测定,多功能微弧等离子喷涂制备的纳米结构Al2O3 13%TiO2涂层的结合强度、显微硬度等性能优于9M等离子喷涂制备的纳米结构的Al2O3 13%TiO2涂层,这表明通过改进电源设计、喷枪结构设计、送粉方式等,低功率多功能微弧等离子喷涂能够与大功率等离子叶涂性能相当甚至更优异性能的涂层.     

粉末粒径对低压等离子喷涂厚W涂层的影响

采用低压等离子喷涂(LPPS)技术,用2种不同粒径的粉末,在铜基体上制备了厚度为0.7 mm以上的W涂层.通过扫描电镜(SEM)研究了涂层的微观形貌,并对粉末对W涂层的显微结构、结合强度、氧含量及热导率的影响进行了探讨.结果表明:细小粒径W粉所制备的W涂层孔隙率较低,但涂层存在明显的分层;粗粉所制备的W涂层结构均匀,涂层的内聚力与热导率分别达到了38 MPa和98.06 W/m·k,远高于细W粉涂层的23 MPa和75.36W/m·k.细W粉涂层较低的性能和其严重的分层有关.