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...     

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.     

高速火焰电弧复合喷涂枪制备3Cr13涂层的性能

高速火焰电弧(HVAF-ARC)复合喷涂枪是高速火焰喷涂枪和电弧喷涂枪的结合体,利用产生的高速燃气来雾化加速电弧喷涂过程中产生的熔融粒子,提高了喷涂粒子的飞行速度,降低了粒子的氧化,可高效制备优质的涂层。文中利用自主开发的新型高速火焰电弧复合喷涂枪和普通高速电弧喷涂枪,分别在钢基体上制备了3Cr13涂层,通过对涂层的性能检测发现,复合喷涂枪所制备涂层的氧元素含量和孔隙率都比普通高速电弧喷涂枪制备的涂层低,分别降低了33%和49%,硬度提高了12%,复合喷涂枪制备涂层的性能得到较大的提高。     

金属喷涂工艺与设备

20084267活性燃烧高速燃气喷涂WC-CoCr涂层的微观组织及性能/马光…//金属热处理.-2008,33(2):36~40利用活性燃烧高速燃气(AC-HVAF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了WC-CoCr涂层,并利用XRD、SEM、滑动磨损以及电化学试验,分析了涂层的微观组织以及耐磨耐蚀性。结果表明,涂层具有优异的微观结构以及良好的耐磨耐蚀性。XRD分析未发现其他喷涂技术普遍存在的W2C以及W相,AC-HAVF喷涂技术可以有效抑制WC的分解;涂层致密且与基体结合良好,孔隙率仅为0.75%。滑动磨损试验表明,涂层具有很低的磨损率。其主要原因为涂层硬度极高、WC颗粒细小和没有W2C相。电化学试验表明,WC-CoCr涂层的耐蚀性优于基体0Cr13Ni5Mo不锈钢,Cr的加入、W的缺少以及孔隙率低是WC-CoCr涂层耐蚀性优异的重要原因。图6表3参1320084268纳米粉末对轴向等离子喷涂TiB2-Al2O3复合涂层的影响/程汉池…//焊接学报.-2008,29(1):40~44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TiB...     

金属喷涂工艺与设备

20084267活性燃烧高速燃气喷涂WC-CoCr涂层的微观组织及性能/马光…//金属热处理.-2008,33(2):36~40利用活性燃烧高速燃气(AC-HVAF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了WC-CoCr涂层,并利用XRD、SEM、滑动磨损以及电化学试验,分析了涂层的微观组织以及耐磨耐蚀性。结果表明,涂层具有优异的微观结构以及良好的耐磨耐蚀性。XRD分析未发现其他喷涂技术普遍存在的W2C以及W相,AC-HAVF喷涂技术可以有效抑制WC的分解;涂层致密且与基体结合良好,孔隙率仅为0.75%。滑动磨损试验表明,涂层具有很低的磨损率。其主要原因为涂层硬度极高、WC颗粒细小和没有W2C相。电化学试验表明,WC-CoCr涂层的耐蚀性优于基体0Cr13Ni5Mo不锈钢,Cr的加入、W的缺少以及孔隙率低是WC-CoCr涂层耐蚀性优异的重要原因。图6表3参1320084268纳米粉末对轴向等离子喷涂TiB2-Al2O3复合涂层的影响/程汉池…//焊接学报.-2008,29(1):40~44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TiB...     

高速电弧喷涂再制造曲轴FeAlCr/3Cr13复合涂层的性能研究

高速电弧喷涂再制造曲轴的使用寿命与涂层的结合强度和耐磨性有很大的关系。为了提高涂层的性能,研究了新型FeAlCr/3Cr13复合涂层的组织结构和力学性能,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构、相组成和残余应力。利用显微硬度计和CETR微动摩擦磨损试验机等试验设备对涂层的力学性能进行了分析。结果表明,喷涂FeAlCr粉芯丝材作为打底层,合金元素反应充分,复合涂层组织均匀、致密,空隙率约9.87%。复合涂层相组成主要由韧性相α-Fe和硬质相Cr23C6、(Fe,Cr)固溶体组成,氧化物含量较低,约3.2%,复合涂层平均残余应力较小,约67.6 MPa,平均显微硬度HV0.1为4000 MPa,结合强度约46.6 MPa,油润滑高载摩擦条件下复合涂层表现出较好的耐磨性能。     

高速电弧喷涂锌涂层性能研究

使用高速电弧喷涂枪和普通电弧喷涂枪分别制备锌涂层。通过对结合强度、孔隙率、粒子尺寸和粒子飞行速度的测试表明,高速电弧喷涂比普通电弧喷涂的粒子尺寸减小,飞行速度提高,制备的锌涂层结合强度高,孔隙率低。对两种锌涂层进行的强化腐蚀试验表明,封孔处理后的高速喷涂锌涂层具有较好的抗腐蚀性能。     

多功能微弧等离子喷涂对改进涂层组织和性能的作用

分别采用自行研制的多功能微弧等离子喷涂和传统的Metco 9M等离子喷涂制备了Al2O3＋13％TiO2（简称AT13）涂层，利用扫描电镜、X射线衍射仪以及显微硬度计等分析测试了AT13涂层的组织结构和性能，探讨了枪内中心轴向送粉方式对AT13涂层性能的影响。结果表明，多功能微弧等离子喷涂枪内中心轴向送粉方式制备的AT13涂层粉末粒子熔化充分，涂层主要物相为α—Al2O3、γ-Al2O3、Al2TiO5、ZrO2和CeO2等，显微硬度分布范围为975～1441MPa，平均结合强度为42．7MPa；而Metco 9M等离子喷涂外送粉方式制备的AT13涂层中存在部分未熔纳米AT13粉末粒子，主要物相有α-Al2O3、γ—Al2O3、Al2TiO5、TiO2、ZrO2和CeO2等，显微硬度分布范围为655～946MPa，平均结合强度为19．7MPa。结果显示多功能微弧等离子喷涂采用枪内中心轴向送粉能够制备出更加优异性能的AT13涂层，有利于拓宽AT13涂层在工业领域中的应用。     

金属喷涂工艺与设备

20092262气氛可控热喷涂舱的研制/关升…//电焊机.-2008,38(10):70~73在此设计并制造了一种气氛可控热喷涂舱。利用设计的法兰连接,将电弧喷涂枪和等离子喷涂枪同时连接到喷涂舱上。这样可以单独或同时对试件进行交替或分层喷涂。利用气氛可控热喷涂方法,除了可以制备致密而又极少氧化的复合涂层外,还可以制备具有反应性成分的特殊金属涂层以及某些硬质涂层。同时,该种方法为航天、航空、能源、生物医学以及其它许多领域提供特殊性能的涂层,还可以作为一种新型复合材料开发的工具。图9表1参220092263镁合金表面电弧喷涂铝涂层工艺及耐腐蚀性的研究/黄笑梅…//热加工工艺.-2008,37(15):115~117采用电弧喷涂方法在AZ91D镁合金表面喷涂Al涂层,研究了电弧喷涂工艺参数对涂层结构和质量的影响,并对喷涂铝层的镁合金进行了耐蚀性试验。结果表明:通过控制电弧喷涂工作电压、工作电流和雾化气流的压力与流量,能够在镁合金表面获得均匀致密的Al涂层;电弧喷涂Al涂层能够显著提高镁合金的耐腐蚀性。图7表1参820092264WC含量对铁基涂层非晶形成能力及其性能影响/傅斌友…//中国表面工程.-2008,21(...     

金属喷涂工艺与设备

20092262气氛可控热喷涂舱的研制/关升…//电焊机.-2008,38(10):70~73在此设计并制造了一种气氛可控热喷涂舱。利用设计的法兰连接,将电弧喷涂枪和等离子喷涂枪同时连接到喷涂舱上。这样可以单独或同时对试件进行交替或分层喷涂。利用气氛可控热喷涂方法,除了可以制备致密而又极少氧化的复合涂层外,还可以制备具有反应性成分的特殊金属涂层以及某些硬质涂层。同时,该种方法为航天、航空、能源、生物医学以及其它许多领域提供特殊性能的涂层,还可以作为一种新型复合材料开发的工具。图9表1参220092263镁合金表面电弧喷涂铝涂层工艺及耐腐蚀性的研究/黄笑梅…//热加工工艺.-2008,37(15):115~117采用电弧喷涂方法在AZ91D镁合金表面喷涂Al涂层,研究了电弧喷涂工艺参数对涂层结构和质量的影响,并对喷涂铝层的镁合金进行了耐蚀性试验。结果表明:通过控制电弧喷涂工作电压、工作电流和雾化气流的压力与流量,能够在镁合金表面获得均匀致密的Al涂层;电弧喷涂Al涂层能够显著提高镁合金的耐腐蚀性。图7表1参820092264WC含量对铁基涂层非晶形成能力及其性能影响/傅斌友…//中国表面工程.-2008,21(...     

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。     

激光等离子复合热源喷涂工艺沉积机理研究

目的提高涂层的结合强度和改善微观组织结构。方法选取WC-10Co4Cr喷涂材料,分别通过激光等离子复合热源喷涂工艺以及等离子喷涂工艺制备涂层,对涂层组织与基本性能进行检测,对两种不同喷涂工艺的沉积机理作对比分析研究。研究复合热源喷涂涂层微观组织结构以及涂层与基体间结合方式较等离子喷涂涂层的变化。利用高速摄像仪对激光等离子复合热源喷涂以及等离子喷涂的工艺过程进行跟踪监测和分析,研究复合热源沉积过程中,基体表面微熔池的形成及粉末粒子在不同沉积工艺过程中熔融状态的对比,分析等离子喷涂涂层和复合热源喷涂涂层的沉积机理。结果等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层以机械结合方式为主,涂层结合强度为39.5 MPa,孔隙率为1.7%,而激光等离子复合热源喷涂WC-10Co4Cr涂层实现了冶金结合,其结合强度提升到91 MPa,孔隙率降低到0.86%。结论激光等离子复合热源喷涂工艺可以有效提升涂层的结合力,改善涂层组织致密性,更有利于涂层的耐磨耐腐蚀性能。     

CuNiCoBe合金表面等离子弧喷涂Cr3C2-NiCr涂层

利用等离子弧喷涂技术在结晶器CuNiCoBe基体上制备了Cr3C2-NiCr涂层,采用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层与基体结合强度的影响,对拉伸断面的形貌和涂层的显微结构进行了观察和分析.结果表明,影响Cr3C2-NiCr涂层与CuNiCoBe基体结合强度的主次因素依次为:送粉速率＞主气流量＞喷涂距离＞喷涂功率;经正交试验优化后的喷涂工艺参数为:喷涂距离90mm,主气流量56.6L/min,送粉速率20 g/min,喷涂功率25 kW;优化后,涂层与基体的结合强度可达18.5 MPa;涂层截面的显微硬度分布符合正态分布.     

热处理对钛-生物玻璃涂层结合强度的影响

为了提高涂层与钛合金基体的结合强度,采用高速火焰喷涂方法,在Ti6Al4V钛合金基体表面喷涂不同比例的钛-生物玻璃复合涂层,喷涂后试样以5℃/min加热至700℃保温1h后随炉冷却。结果表明:高速火焰喷涂方法制备以钛为主粉,添加不同含量底釉生物玻璃(G),获得的涂层热处理前后结合强度范围在38～57MPa之间。涂层结合强度受喷涂粉体G添加量和热处理的影响。随着G添加量增加,结合强度升高,涂层经热处理后,结合强度略有下降。热处理释放了喷涂时产生的应力,使纯钛涂层裂纹加宽。而G的加入,与钛相互作用,发生浸润、扩散,涂层有再结晶和新相沿裂纹析出,起到修复裂纹的作用。     

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.     

[例15]高速电弧喷涂技术在机件再制造中的应用

正高速电弧喷涂是在普通电弧喷涂枪的基础上,通过特殊设计的高压气体喷嘴产生的超音速气流将熔化的金属材料雾化成微滴,并高速沉积到工件表面形成致密涂层的表面工程技术。喷涂铁基熔滴速度在喷枪出口附近由传统喷涂的100m/s,提高到250m/s,结合强度平均提高约10MPa。该技术     

不同氮分压下磁控溅射ZrN对钛/瓷结合的影响

探讨不同氮分压下磁控溅射氮化锆(ZrN)涂层对纯钛与低熔瓷粉(Vita钛瓷粉系统)结合强度的影响。60个纯钛基片随机分为1个对照组和3个实验组。实验组分别在不同氮分压下(Ta组1.0×10-2Pa,Tb组5.0×10-2Pa和Tc组10.0×10-2Pa)溅射沉积ZrN涂层。纯钛试样经表面处理后在烤瓷炉中进行烧结。用XRD检测到ZrN立方新相。万能试验机测试钛瓷试样三点抗弯强度,对照组为(26.67±0.88)MPa,实验组分别为:Ta(49.41±0.55)MPa,Tb(54.55±0.69)MPa和Tc(46.24±0.53)MPa,四组间差别均有统计学意义(P<0.05)。SEM观察表明,实验组钛/瓷结合良好,钛基底残留的瓷断面数量较多,面积较大。不同氮分压下溅射沉积的ZrN涂层对钛/瓷结合的增强程度有所不同,5.0×10-2Pa下钛/瓷结合增强最为明显。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的组织与性能

采用Fe-Al/Cr3C2粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)原位合成了铁铝金属间化合物涂层,并研究了涂层的显微组织与性能.结果表明,高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2涂层中生成了多种物相,主要是Fe3Al和FeAl相,同时还包括Fe3C硬质点相及FeO*Al2O3和Cr2O3氧化物相等.涂层具有很高的热震结合强度及相对基体较高的显微硬度,密度和孔隙率较低.     

高速电弧喷涂镍铝打底层结构与性能研究

高速电弧喷涂技术是近年来发展起来的新型热喷涂技术，该技术具有优势，高效，低成本等特点，本文实验研究了高速电弧喷涂镍铝打底涂层的组织结构和力学性能，涂层的界面结合强度大于40MPa，显微硬度平均值为210HV，表面粗糙度表征参数Ra值为13．11um，涂层孔隙率为2．26％，涂层主要由镍铝合金和镍，铝氧化物组成，高速电弧喷涂镍铝涂层结合强度高，涂层组织致密，是优良的打底涂层。     

工艺参数对高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织结构的影响

用高速电弧喷涂制备Al/1Cr13复合涂层,采用3因素3水平正交试验法系统研究了电弧电流、电弧电压和喷涂距离对复合涂层的组织结构、孔隙率和氧含量的影响规律。采用扫描电镜对复合涂层的显微组织和孔隙率进行表征,采用氧氮含量分析仪测得涂层的氧含量。结果表明,在第9组喷涂参数即电弧电流为240A,电压为32V,喷涂距离为150mm的条件下制备的高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织较致密,Al和1Cr13涂层的孔隙率最低分别为1.6%和2.2%。Al涂层氧含量显著低于1Cr13涂层,最低约为2%。