超音速火焰喷涂纳米结构涂层研究进展

超音速火焰(High Velocity Oxy -Fuel,简称HVOF)喷涂具有高速和相对较低的温度两个重要特征,能够获得比普通火焰喷涂或等离子喷涂(Plasma Spray,简称PS)结合强度更高的致密涂层.纳米材料具有独特的表面效应、体积效应及量子尺寸效应,其电学、力学、磁学、光学和热学等性能产生了惊人的变化.随着材料科学技术的深入发展, 在实际生产和生活中运用性能优良的纳米材料倍受人们关注,其中,采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料的最具前途的方法之一.从目前国内外的情况来看,HVOF喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展.综合国内外文献,总结了HVOF喷涂制备纳米结构涂层的研究现状,着重阐述了热喷涂纳米涂层的基本过程和结合机理,指出了利用HVOF喷涂纳米结构涂层存在的问题,并对热喷涂纳米结构涂层的发展前景作了展望.     

HVOF喷涂的MoSi2涂层的高温氧化行为

MoSi2可在各种基材上作涂层，以用作抗高温腐蚀的保护层。MoSi2涂层一般用等离子喷射法制备。真空下等离子喷涂(VPS)的涂层孔隙率和氧含量较低，但涂层表面没有形成保护性SiO2层。这层SiO2可避免整块MoSi2的粉化。大气下等离子喷涂(APS)的涂层孔隙率和氧含量都较高。两种技术制备的涂层中都发现了Mo5Si3。高速氧燃料热喷涂(HVOF)是制备MoSi2涂层的另一种热喷涂方法。德国研究人员在不同温度下用HVOF喷涂了未强化和SiC或Al2O3强化的MoSi2涂层并检验了他们的氧化行为。由于块状MoSi2在300℃~600℃之间易于粉化，为了评估涂层抗…     

超音速火焰喷涂MCrAlY粘结层对热障涂层热震性能的影响

分别采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)和等离子喷涂技术(APS)在高温合金GH99上制备MCrAIY粘结层(BC),对比研究了HVOF和APS喷涂BC对热障涂层(TBC)热震性能的影响.结果表明:APS喷涂BC界面不平整,起伏较大,而HVOF喷涂BC界面较为平整.经200次热循环后,APS喷涂TBC部分陶瓷层(TC)出现剥落,而HVOF喷涂TBC仅出现细小的微裂纹,生成的热生长氧化物(TGO)比较厚.APS喷涂TBC经过350次热循环后,涂层出现大面积剥离现象.而HVOF热障涂层直到热震430次后,才出现涂层剥落现象.拉曼光谱(RFS)残余应力分析表明,HVOF热障涂层残余应力随热循环次数的增加而增大,热震350次后APS热障涂层残余应力为650MPa,而HVOF热障涂层热震400次后其应力值仅为571 MPa.可知,HVOF显著地提高了TBC的热震性能.     

Cr_3C_2-NiCr涂层的工程化应用研究

从工程化应用的角度出发,比较了超音速火焰喷涂工艺(HVOF)和等离子喷涂工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层性能差别,发现HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr涂层质量明显优于等离子喷工艺,从而采用HVOF工艺作为Cr3C2-NiCr涂层优选的喷涂方法。HVOF工艺制备的Cr3C2-NiCr陶瓷涂层具有硬度高(HV300>9800MPa)、孔隙率低(<0.9%)、与基体结合强度高(>70MPa)等特点,满足柴油机关键部件缸套涂层的使用要求。     

超音速火焰喷涂碳化物涂层预处理工艺研究

0引言 超音速火焰喷涂技术（HVOF）是利用经特殊设计的超音速喷嘴等特殊结构的喷枪,使用高压和高能燃料,使喷涂的粉末粒子高速喷射到工件表面,形成高结合强度涂层的一种技术。20世纪90年代以来,美国等西方发达国家,用超音速火焰喷涂技术制备WC—Co材料耐磨涂层,标志着世界热喷涂工艺上一项重要的技术诞生。由于HVOF喷涂火焰温度并不高,且对粉末的加热时间很短,可以防止粉末的过分氧化、烧损、蒸发和分解,制备的涂层具有很好的耐磨和抗氧化性能,所以备受航空航天界的青睐,并很快得到了应用,如飞机发动机的涡轮叶片、发动机密封件、飞机起落架等易磨耗件等等。     

超音速火焰喷涂WC涂层抗热疲劳性能的研究

采用HVOF技术喷涂了WC涂层,并对涂层的抗热疲劳行为进行了研究.试验结果表明,HVOF涂层经过15次整体热震试验后,涂层均保持完好无损,未出现裂纹及剥落等任何缺陷;而等离子喷涂的WC涂层经过3次热震试验后就基本开裂和脱落.这充分说明了HVOF涂层具有非常高的抗热疲劳性能.     

高性能纳米氧化锆热障涂层性能研究

采用HVOF 技术喷涂金属粘结层NiCrAlY 作为底层,采用APS 技术喷涂纳米氧化锆陶瓷层作为面层,制备高性能热障涂层。设计正交试验优化HVOF 和APS 工艺,分析了优化工艺制得的热障涂层的微观形貌及性能。分析表明,NiCrAlY 涂层孔隙率小于2%,纳米氧化锆涂层孔隙率为15%。通过胶膜法测得纳米氧化锆热障涂层喷涂态的结合强度为30.4 MPa,且涂层经1100 益水淬50 次后表面无宏观裂纹,热生长氧化层为致密的Al2O3。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

电弧喷涂涂层温度场及应力应变分析；等离子喷涂纳米TiO2涂层及其光催化性能；电热爆炸法原位合成Fe-Al系金属间化合物涂层的研究；CoCrMoSi涂层冷热疲劳和磨损性能；HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的抗汽蚀性能[编者按]     

金属间化合物NiAl-Ta-Cr高速火焰喷涂工艺及涂层特性

采用高速火焰（HVOF）热喷涂工艺制备了金属间化合物NiAl-Ta-Cr涂层.研究了喷涂距离、氧气流量以及燃气流量等工艺参数对涂层组织结构和性能的影响.用光学显微镜观察涂层的组织结构并测定涂层的孔隙率,用LECOTC316气体抽提仪检测涂层的氧含量.结果表明,氧气流量、喷涂距离等工艺参数对涂层性能的影响比较明显.随着喷涂距离的增加,涂层的氧含量降低;O/H比率越大,涂层的氧含量越高,而孔隙率降低,沉积率越高.涂层经1100℃,4 h真空热处理后,变得更加均匀和致密,孔隙率降低,但涂层的硬度有所降低.涂层经1100℃,100 h高温氧化处理后,在涂层表面生成了连续的氧化铝氧化层,硬度比真空退火后略有下降.     

铝合金部件HVOF替代爆炸喷涂的可行性分析

提出采用超音速火焰喷涂(HVOF)作为爆炸喷涂的替代技术在铝合金基体上制备金属陶瓷涂层,通过对比两种工艺的技术特点,指出超音速火焰喷涂制备的金属陶瓷涂层性能已经达到爆炸喷涂的水平,在设备的喷涂效率及可操作性方面优于爆炸喷涂的,但是在降低高温焰流对基体的热效应以及针对铝合金基体/涂层界面的形成机制等方面还有很多工作要做。     

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。     

对用于涡轮机械上的优化涂层的HVOF工艺条件的评论

在磨损和腐蚀非常严重的情况下，由超音速火焰喷涂(HVOF)工艺产生的涂层成功地延长了涡轮机械零件的使用寿命。在喷涂过程中，粉末粒子达到极高的冲击速度，从而形成具有高耐磨抗腐蚀能力的坚固耐用的涂层。本文介绍有关HVOF工艺、涂层以及HVOF在涡轮机械上的典型应用。     

热喷涂钴基合金涂层的耐气蚀性能

评价了用于耐蚀涂层的热喷涂钴基合金涂层的抗气蚀性能。钴基合金涂层分别用低压等离子喷涂(LPS)和高速氧燃料气火焰喷涂(HVOF)喷涂在AISI304不锈钢基体上,其中每种涂覆试样的一半试样进行了1073K×1h的后续加热处理。在本试验中,为了进行评价而测量了试样的重量损失。由气蚀试验得到如下结果:1)用LPS喷涂的两种涂层(喷后加热处理的和喷涂态的)比HVOF涂层具有更优越的抗气蚀性能;2)对于LPS喷涂层,喷后加热处理过的涂层与喷涂态的涂层具有相同的重量损失;3)对HVOF涂层喷后热处理非常有效地改善了抗气蚀性能。     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

金属喷涂、堆焊与修复

金属喷涂工艺与设备 冷喷涂Au纳米粒子在金属表面沉积过程的分子动力学模拟；降低热喷涂涂层孔隙率的方法；电弧喷涂铝基涂层耐腐蚀性能；电弧喷涂技术在转炉烟罩水冷壁防护上的应用；制备低孔隙超细涂层的高速电弧喷涂枪……     

HV-9000新型氧乙炔火焰粉末多功能喷枪的研制

热喷涂技术多年来一直作为国家重点推广项目，特别是在世界热喷涂技术飞速发展的今天，我国传统氧乙炔火焰喷涂设备已不能满足当今各行各业对高质量涂层的需要，尽管等离子和超音速以及爆炸喷涂的涂层质量优于氧乙炔火焰喷涂，但由于投资大，操作控制系统复杂，设备笨重无法现场施工，在民用工业中应用范围受到限制。因此开发一种易于推广普及的能获得高质量裱层的新型氧乙炔火焙喷涂喷枪已是当务之急。     

超音速火焰喷涂涂层抗高温氧化和耐冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术喷涂WC涂层，并对其抗高温氧化和耐冲蚀性能进行测定。试验结果显示，与基体1Cr12W1MoV比较，HVOF制备的WC-17Co、WC-12Co、NiCrBSi＋35WC涂层具有非常良好的抗高温氧化和耐冲蚀性能。其中WC-17Co涂层在任何冲蚀角度下均表现出优良的抗冲蚀能力，是一种理想的汽轮机高压部件防护涂层。     

爆炸喷涂技术及应用

介绍了爆炸喷涂技术的原理以及一些型号的爆炸喷涂设备的特点，爆炸喷涂与其人热喷涂方法相比较，具有优异的性能，涂层的结合强度高，孔隙率低，爆炸喷涂在钢铁，能源，汽车等行业的应用表明，经爆炸喷涂强化的工件其寿命可以提高数倍。     

不同工艺制备的Ni-Cr-Al-Y合金涂层及性能

采用低压等离子喷涂（LPPS）、常规超音速火焰喷涂（HVOF）和低温超音速火焰喷涂（LT-HVOF）三种工艺在铸造镍基高温合金K438基体上制备了Ni-Cr-Al-Y涂层,并对三种工艺制备涂层的显微结构、元素分布、相组成和基本性能进行对比研究。结果表明：LPPS涂层致密无层状结构,含氧量微小,具有较高的显微硬度和好的抗氧化性;HVOF涂层为典型的层状结构,含氧量高,显微硬度低,抗氧化性差;LT-HVOF涂层含氧量大大降低,具有优良的抗氧化性;三种涂层都发生了元素扩散。     

《中国表面工程》

再制造从技术到应用；金属基磷酸钙陶瓷涂层的界面研究进展；激光熔覆专用铁基合金特点分析及设计思路评述；HVOF喷涂WC10Co4Cr涂层的砂浆冲蚀行为；ACHVAF喷涂Fe基非晶纳米晶涂层的微观组织及性能研究；