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.     

微束等离子喷涂Mo涂层

采用微束等离子喷涂方法在Q235上制备了Mo涂层.研究喷涂电流、喷涂距离对涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构并计算孔隙率,测试涂层的显微硬度和结合强度,并记录粉末沉积率.结果表明,在本试验条件下微束等离子喷涂电流与喷涂距离对涂层组织和性能产生较大的影响.适当工艺参数条件下粉末沉积率高于80 %,可以获得显微硬大于400 HV_(0.1),平均结合强度仍然大于40 MPa的涂层.     

汽车磨损零件的喷涂修复工艺

采用4种不同的表面喷涂工艺对汽车磨损零件进行了修复处理,对喷涂涂层的孔隙率、显微硬度、表面喷涂涂层形貌和磨损形貌进行了观察。结果表明,4种喷涂修复粉末颗粒中,NiCrBSiFe粉末颗粒的尺寸分散性最大,但是圆整度最高。整个涂层中显微硬度与孔隙率有一定关系,复合涂层中并不是粉末种类越多越好。较为适宜的汽车磨损零件喷涂修复粉末的组合为:TiO_2+Cr_2O_3+NiCrBSiFe,这是因为此时的涂层中同时含有陶瓷相和润滑相,且孔隙率较低而显微硬度较高。     

工艺参数变化对冷喷涂铝沉积性能的影响

在环境温度下以氦气为驱动气,在低碳钢基体上冷喷涂铝粉,采用工业纯铝粉,颗粒尺寸范围为-75 15 μm.测得涂层沉积效率达到40 %,孔隙率低于1.0 vol%,涂层的硬度由铝粉末的硬度31 kgf·mm-2提高到了53 kgf·mm-2,这主要是涂层内产生严重塑性变形的结果.研究了滞止压力、喷涂距离、送粉速率和喷枪与基板相对运动速度等工艺参数变化对沉积效率的影响.结果表明,以上每一个工艺参数的变化均对沉积效率产生显著影响.滞止压力、喷涂距离和送粉速率通过改变颗粒碰撞速度来影响沉积效率;当碰撞速率降低时沉积效率降低.然而,当颗粒速度降低时,由于参与冲击的颗粒(非沉积颗粒)比例增加,涂层的孔隙率并没有被影响.当增加喷枪与基体的相对运动速度时,沉积速率显著降低;这一结果表明沉积效率还存在某种喷射流量或剂量的影响因素,例如在沉积初期的"激活"期,喷射剂量就直接影响了沉积效率.     

电压及电流对等离子喷涂Mo涂层微观组织和性能的影响

采用等离子喷涂技术在45钢表面制备纯Mo涂层,研究了喷涂高电压、低电流参数下涂层表面与截面的微观组织与性能。结果表明:等离子喷涂过程中电压参数变化对该涂层组织和性能的影响较之电流参数变化更为明显;等离子喷涂电压降低同时H2流量减少,粉末颗粒熔化时间得以延长,但运动速度和动能下降,导致涂层沉积率和孔隙率降低,涂层变薄;喷涂电流降低使粉末熔化质量下降,同时受到未熔粉末反弹因素影响,涂层厚度和沉积率也相应减少;当等离子喷涂电压为165 V、电流为360 A时,制备出的纯Mo涂层沉积率较高且具有较好的组织和综合性能,其中涂层表面硬度为757 HV0.5、粗糙度Ra为2.26μm。     

电压及电流对等离子喷涂Mo涂层微观组织和性能的影响

采用等离子喷涂技术在45钢表面制备纯Mo涂层,研究了喷涂高电压、低电流参数下涂层表面与截面的微观组织与性能。结果表明:等离子喷涂过程中电压参数变化对该涂层组织和性能的影响较之电流参数变化更为明显;等离子喷涂电压降低同时H_2流量减少,粉末颗粒熔化时间得以延长,但运动速度和动能下降,导致涂层沉积率和孔隙率降低,涂层变薄;喷涂电流降低使粉末熔化质量下降,同时受到未熔粉末反弹因素影响,涂层厚度和沉积率也相应减少;当等离子喷涂电压为165 V、电流为360 A时,制备出的纯Mo涂层沉积率较高且具有较好的组织和综合性能,其中涂层表面硬度为757 HV0.5、粗糙度Ra为2.26μm。     

超音速等离子喷涂工艺对纳米Al_2O_3-13%TiO_2涂层的影响

采用四因素三水平正交试验,通过显微硬度和孔隙率两项指标的评估,对超音速等离子喷涂电流、电压、Ar气流量和喷涂距离4个工艺参数进行了优化设计。结果表明,4个因素对纳米Al2O3-13%TiO2涂层综合性能的影响主次顺序是:喷涂电压、Ar气流量、喷涂距离、喷涂电流,并最终确定了最优的喷涂参数。利用XRD、SEM等手段分析了纳米Al2O3-13%TiO2复合粉末和涂层的相结构和微观结构,采用显微硬度计和图像处理方法测定了涂层的显微硬度和孔隙率。最优工艺参数制备的涂层显微硬度值1208 HV,孔隙率为2.26%,拉伸法测定其结合强度为48 MPa。     

等离子喷涂NiCrAl涂层性能与厚度关系研究

采用优化工艺参数,在45钢基体表面等离子喷涂不同厚度(100、250、300和550μm)NiCrAl涂层,研究了涂层厚度与涂层粘结强度、硬度、孔隙率的关系.结果表明,涂层厚度增加,粘结强度、显微硬度随之减小,粘结强度分别为76.6、43.2、34.4和21.4MPa,显微硬度分别为321、290、245和220HV;涂层厚度增加,孔隙率增加,分别为0.42%、0.49%、0.84%和1.13%.     

等离子喷涂NiCrAl涂层工艺优化研究

采用Metcod43NS(成分NiCrAl)粉末和PARXAIR-5710等离子喷涂系统制备NiCrAl涂层,为了使Ni-CrAl等离子喷涂涂层获得优良的涂层性能,选择涂层结合强度为判据,通过正交试验对NiCrAl等离子喷涂工艺进行了优化。利用扫描电镜,Axio Imager.A 1 m金相图像分析系统等手段对涂层界面形貌和孔隙率进行分析,同时对涂层的结合强度以及显微硬度进行测试。确定优化后的喷涂工艺参数为:喷涂电流为700 A,喷涂距离140 mm,主气流量56.6 L/min,辅气流量28.3 L/min。研究结果表明,喷涂电流、喷涂距离、主气流量、辅气流量对NiCrAl涂层结合强度具有不同的影响,在优化的喷涂工艺参数条件下,NiCrAl涂层结合强度为59.23 MPa,显微硬度为268HV,孔隙率为4.97%。     

电弧喷涂工艺参数对Zn-Al合金涂层性能的影响

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢表面制备Zn-Al合金涂层,利用正交试验研究了喷涂工艺参数对涂层结合强度、孔隙率和显微硬度的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层结合强度的最显著因素为喷涂气压,影响涂层孔隙率的最显著因素为喷涂电压,影响涂层显微硬度的最显著因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电压30 V、喷涂电流180 A、喷涂距离150 mm、喷涂气压0.7 MPa时,Zn-Al合金涂层组织呈现出典型的网络框架结构,其结合强度为32.5 MPa,孔隙率为2.1%,显微硬度为49.45HV0.05,具有较好综合性能。