纳米和微米 WC / 12 Co 涂层的电接触强化研究

分别以微米和纳米WC-12Co粉末为原料配制液态涂料,喷涂于45钢表面形成预喷涂层,再利用电接触表面强化技术对预喷涂层进行强化,获得强化层。观察了强化层的微观形貌,测定了强化层的硬度,分析了强化层的相组成和元素组成、抗热震性能。结果表明:强化层组织致密,硬度高,抗热震性能优异;强化过程中,预喷涂层与基材间发生了元素扩散,从而形成了冶金结合;与微米粉末制备的强化层相比,纳米粉末制备的强化层有更高的硬度和更好的抗热震性能。     

42CrMo基体上Ni60涂层的电接触强化研究

采用涂刷法,将Ni60粉末均匀刷涂到42Cr Mo基体的表面形成预涂层。利用电接触表面强化技术对预涂层进行强化,获得强化层。对该强化层进行显微组织、显微硬度、相结构和抗热震性能研究。结果表明:电接触强化工艺使涂层孔隙率减少,致密性增加,同时提高了涂层的硬度和抗热震性能。     

等离子喷涂NiAl-Al2O3梯度陶瓷涂层的性能研究

利用等离子喷涂方法制备了NiAl-Al2O3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、结合强度、显微硬度和抗热震性进行了试验研究.结果表明:梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观的连续性的分布特征;NiAl金属间化合物过渡层的引入可有效地改善涂层的质量;在Al2O3质量分数为80%附近涂层的显微硬度最高;涂层成分的梯度化有利于涂层的结合强度和抗热震性能的提高.     

超音速火焰喷涂碳钢表面制备Ni9Al/WC-Co复合涂层组织与性能研究

采用高速电弧喷涂工艺在20钢样品表面制备了Ni9Al涂层,以其作为超音速火焰喷涂WC-Co涂层的中间层.采用光学显微镜分析、场发射扫描电镜分析以及性能测试方法,研究Ni9Al中间层对涂WC-Co涂层组织结构及性能的影响.结果表明:Ni9Al中间层能提高WC-Co涂层与基体的结合强度;Ni9Al/WC-Co复合涂层试样的热震试验结果表明,Ni9Al中间层显著改善了涂层抗热震性能.     

HVOF喷涂制备MCrAlY涂层不同处理后的组织性能分析

采用WokaStar-600(Sulzer Metco公司生产)HVOF喷涂系统制备MCrAlY涂层,并对原涂层、封闭涂层及热震处理后涂层进行了组织形貌分析.结果表明:涂层中主要为fcc结构γ-Co(Ni)和bcc结构β-Co(Ni)Al相;封闭热处理后涂层组织更均匀,涂层内Al颗粒减少,β相减少,γ相增多,涂层氧化少,硬度增加;热震处理后涂层β-Co(Ni)Al相、Y2O3和Al颗粒增多,硬度降低.     

等离子喷涂Al_2O_3(13%TiO_2)涂层和NiCr-Cr_3C_2涂层的组织性能研究

通过等离子喷涂方法在穿孔顶头尾部材料42CrMo钢表面分别制备NiCr-Cr3C2涂层和Al2O3(13%TiO2)涂层,运用OM,XRD,SEM等分析测试手段对涂层的组织、形貌和物相成分进行表征,并对两种涂层进行了显微硬度及抗热震性能实验.结果表明:喷涂涂层为典型的层状结构,涂层与基体为机械结合.Al2O3(13%TiO2)涂层以亚稳相γ-Al2O3相为主要相,同时存在α-Al2O3相.喷涂形成NiCr-Cr3C2涂层后物相成分为Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2等Cr的碳化物.NiCr-Cr3C2涂层和Al2O3(13%TiO2)涂层的表面平均显微硬度分别为586.4HV,和557.7HV.其平均热震循环次数分别为25次和18次.     

激光重熔Al2O3-13ωt%TiO2陶瓷涂层组织结构与热震性能

分析了激光重熔过程对Al2O3-13ωt%TiO2陶瓷涂层的物相结构变化、显微硬度和抗热震性能影响.结果表明:激光重熔过程可以获得稳定的α-Al2O3,且激光重熔工艺能够提高涂层的显微硬度和抗热震性能.     

等离子喷涂强化H13钢铸铝压铸模实验研究

为解决H13钢铸铝压铸模普遍存在的抗热腐蚀能力差、强度低等问题,采用等离子喷涂工艺在H13钢基体上制备了Al2O3和Al2O3-TiO2两种硬质涂层。以喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离为试验参数进行正交试验,采用MH-6型显微硬度仪和HSR-2M往复摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度和磨损质量,通过对显微硬度的极差和方差分析,确定了影响涂层显微硬度的主次因素和显著因素,优化了喷涂工艺参数。结果表明,Al2O3-TiO2涂层的硬度982.0 HV,摩擦系数平均值为0.41～0.45,磨损量平均为0.89～0.93 mg;Al2O3涂层的硬度1446.2 HV,摩擦系数平均值为0.32～0.35,磨损量平均为0.58～0.62 mg。Al2O3涂层的性能较好,优化工艺参数为:电流为600 A,电压为65 V,喷涂距离为110 mm,预热温度为200℃。     

AZ91D镁合金等离子喷涂Ni-Al/陶瓷涂层的组织和性能

以Ni-Al为粘结层,在AZ91D镁合金基体上等离子喷涂Ni-Al/Al2O3、Ni-Al/Al2O3-13%TiO2(Ni-Al/AT13)、Ni-Al/Al2O3-20%TiO2(Ni-Al/AT20)复合涂层及Ni-Al/Al2O3/Al2O3-13%TiO2/Al2O3-20%TiO2(Ni-Al/Al2O3/AT13/AT20)梯度涂层,利用SEM、EDS和XRD分析涂层的微观组织特征,通过硬度、拉伸和热震实验研究涂层硬度、结合强度和抗热震性能,并与直接喷涂Al2O3、AT20的涂层进行比较。结果表明:Ni-Al粘结层因"自粘结"效应与基体形成较为致密并具有冶金结合的界面,且与Al2O3、AT13和AT20陶瓷层互有渗透、交叉和啮合,涂层致密性及结合力大为提高,表现出优良的抗热震性能。Al2O3涂层主要由亚稳态γ-Al2O3组成,AT20涂层以Al2O3和Al2TiO5为主。镁合金表面喷涂Al2O3陶瓷层后硬度大幅提高,由于加入TiO2,AT13和AT20涂层的硬度略低于Al2O3涂层的。Ni-Al/Al2O3-TiO2复合陶瓷的涂层结合强度高于Ni-Al/Al2O3单一陶瓷涂层的,而Ni-Al/Al2O3/AT13/AT20梯度涂层的结合强度比Ni-Al/AT20涂层的更高。     

平面铁基Al2O3陶瓷涂层的SHS/PHIP法制备

利用燃烧合成结合准热等静压(简称SHS/PHIP)技术在钢板表面制备金属陶瓷复合涂层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、硬度仪及抗热震性测试仪等测试手段对合成的涂层进行了研究.结果表明:涂层主要是由α-Al2O3相、FeAl2O4(FeO·Al2O3)相组成的金属陶瓷复合体系,其显微组织均匀致密,涂层与基体间为冶金结合,硬度是基体的2.5倍,抗热震试验显示涂层具有良好的结合力.     

等离子喷涂纳米Al2O3/TiO2陶瓷复合涂层高温氧化和热震性能研究

采用等离子喷涂设备在H13热作模具钢表面制备含有不同质量分数TiO2的Al2O3纳米陶瓷复合涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、高温氧化试验、热震试验等手段研究等离子喷涂纳米涂层的相组成及其性能。结果表明,等离子喷涂使α-Al2O3转变为亚稳态的γ-Al2O3相,喷涂后涂层中Al2O3由α-Al2O3相和γ-Al2O3相组成,TiO2仍以金红石相存在。纳米AT20涂层比其他涂层具有更好的抗氧化性能;与其他涂层相比,纳米AT13涂层具有最佳的抗热震性能。     

Al2O3–TiB2复合陶瓷涂层制备及耐液锌腐蚀性能

针对连续热镀锌生产线中浸锌零部件表面的腐蚀磨损问题,应用高能高速等离子喷涂设备制备了Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层。测试了涂层的显微组织、显微硬度、结合强度及耐熔融锌液腐蚀性能。结果表明涂层显微组织中不存在相互贯通的孔隙、微裂纹和未熔化颗粒,孔隙分布均匀且孔径较小,孔隙率<3%。涂层与基体结合状态良好,结合强度达到56 MPa。经过30天的熔融锌液浸泡,涂层表面未见有点蚀、裂纹或剥落现象。Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层高的致密性和较好的抗热震性能对涂层力学性能和耐熔融锌液腐蚀性能提高起到了重要作用。     

热喷涂NiCr/Cr3C2、NiCrCoAlY、涂层的微观组织结构及抗震性能

研究分析了等离子喷涂NiCr／Cr3C2、NiCrCoAlY涂层的微观组织结构，并对2种涂层进行了显微硬度及抗热震性能实验。结果表明：NiCr／Cr3C2涂层的硬度高于NiCrCoAlY涂层．而NiCrCoAlY涂层的抗热震性能优于NiCr／Cr3C2涂层。     

纳米复合涂层ZrO2/0.05w(Al2O3)力学性能的Weibull分布特性

采用等离子喷涂方法制备了掺杂纳米Al2O3的ZrO2纳米陶瓷复合涂层（NCC）。并参照ZrO2传统涂层（MCC），探究了涂层显微硬度与微观组织结构的关系。试验数据显示，纳米复合陶瓷涂层表面与断面的平均显微硬度值均明显高于传统涂层；两者的Weibull分布均呈各向异性和分散性，但纳米复合陶瓷材料的分布较集中。通过TEM分析进一步表明，纳米复合涂层组织的明显细化、纳米Al2O3颗粒在ZrO2涂层中的弥散分布、微裂纹（微孔）韧化、晶内／晶间强化是NCC具有优异的力学性能的主要原因。     

等离子喷涂WC-Co涂层的微观组织及硬度

以普通低碳钢Q235A为基体,钴基碳化钨陶瓷粉末WC-12Co为热喷涂材料,采用低功率(5.2 kW～9.1 kW)内送粉等离子喷涂方法,在保持等离子弧电流恒定的情况下,通过改变弧电压来制备不同功率下的WC-Co陶瓷涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪对涂层的显微组织和相结构进行观察与分析,并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV,研究喷涂条件对形成的WC-Co陶瓷涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律.结果表明:原始喷涂粉末的XRD图谱中仅能观察到主相WC和极少量的金属Co,而低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层中则除了WC相以外,还含有W2C,Co3W3C,Co3W9C4等其它相,并且随着等离子喷涂功率的增加,WC衍射峰强度降低,而包括W2C在内的其它相衍射峰强度升高.等离子喷涂WC-Co涂层微观组织为大量硬质相(WC,W2C,Co3W3C或Co3W9C4)颗粒弥散分布于较软的富Co粘结剂之中.保持等离子弧电流130 A不变,涂层显微硬度随弧电压升高呈现先下降后上升的变化规律,并且电压70 V时涂层具有最高的显微硬度.     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

热喷涂纳米结构Al2O3／TiO2涂层及其应用，镍基非晶合金涂层的制备与腐蚀性能，基于电弧喷涂的快速钢基横具制造，等离子弧喷涂Al2O3陶瓷涂层低温抗热震性能的研究,离心霉化等离子弧喷涂粒子的形成及其分布研究，     

等离子喷涂WC-Co涂层的微观组织及硬度

以普通低碳钢Q235A为基体，钴基碳化钨陶瓷粉末WC-12Co为热喷涂材料，采用低功率（5．2kW～9．1kW）内送粉等离子喷涂方法，在保持等离子弧电流恒定的情况下，通过改变弧电压来制备不同功率下的WC-Co陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪对涂层的显微组织和相结构进行观察与分析，并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV，研究喷涂条件对形成的WC-Co陶瓷涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律。结果表明：原始喷涂粉末的XRD图谱中仅能观察到主相WC和极少量的金属Co，而低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层中则除了WC相以外，还含有W2C，Co3W3C，Co3W9C4等其它相，并且随着等离子喷涂功率的增加，WC衍射峰强度降低，而包括W2C在内的其它相衍射峰强度升高。等离子喷涂WC-Co涂层微观组织为大量硬质相（WC，W2C，CO3W3C或Co3w9C4）颗粒弥散分布于较软的富Co粘结剂之中。保持等离子弧电流130A不变，涂层显微硬度随弧电压升高呈现先下降后上升的变化规律，并且电压70v时涂层具有最高的显微硬度。     

B4 C 含量对等离子喷涂 NiCoCrAlY / Al2 O3 -B4 C复合涂层力学性能的影响

目的提高等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层的摩擦性能。方法采用离心喷雾造粒、化学冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2O3和NiCoCrAlY/B4C复合粉体,通过等离子喷涂技术制备NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层。对涂层的显微结构、结合强度和显微硬度进行表征,研究B4C含量对等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层力学性能的影响。结果 Al2O3和B4C颗粒包覆了致密的NiCoCrAlY合金层,包覆层厚约3~5μm。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层呈典型的层状结构,涂层结构致密,各层间结合良好。随着B4C含量的增加,复合涂层的显微硬度逐渐增大,结合强度逐渐降低,当B4C质量分数达到30%时,涂层的显微硬度比未添加B4C时提高了1.4倍,结合强度比未添加B4C时降低了26%。涂层在拉伸试验中发生了典型的脆性断裂,断裂位置发生在涂层内部。结论向等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层中添加B4C,可显著提高涂层的显微硬度,但会使涂层的结合强度有一定程度降低。     

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.     

Al2O3弥散强化316L不锈钢粉末的高速火焰喷涂

采用高能球磨工艺制备了Al2O3弥散强化316L不锈钢喷涂粉末,并进行高速火焰喷涂(HVOF)试验.研究了弥散强化粉末及其喷涂层的微观组织结构和硬度.采用销-盘磨损试验机测试了涂层的耐磨性能.结果表明,球磨加工后,Al2O3颗粒尺寸大多小于1 μm,由微米级、亚微米级及纳米级粒子组成并均匀分布在316L不锈钢基体粉末中.随着球磨时间的增加,粉末的显微硬度提高.喷涂后球磨粉末的微观组织结构基本不变,喷涂层的硬度比对应球磨粉末硬度低,其耐磨性明显优于单纯不锈钢粉末涂层.