装甲车辆镁合金负重轮耐磨涂层性能及跑车试验研究

利用超音速火焰喷涂工艺在镁合金负重轮轮缘表面制备Fe Cr BSi/WC-12Co和316L/WC-12Co耐磨涂层,测试耐磨涂层的硬度、剪切结合强度、耐冲击磨损性能,并进行跑车试验。结果表明,Fe Cr BSi/WC-12Co耐磨涂层比316L/WC-12Co耐磨涂层具有较高的硬度和耐冲击磨损性能,而316L/WC-12Co耐磨涂层在跑车试验过程中具有较好的抗局部剥落性能。     

AZ80镁合金表面冷喷涂316L和420不锈钢涂层研究

在AZ80镁合金表面采用冷喷涂技术分别制备316L和420不锈钢耐磨涂层,对粉末粒子的沉积行为以及不锈钢涂层的结合界面、相结构、硬度、断裂韧性、摩擦性能等进行对比分析。结果表明:在结合界面,316L与420的粒子可以内嵌到镁合金基体,形成机械咬合的结构;420涂层的硬度高于316L涂层,其断裂韧性低于316L涂层;不锈钢涂层的磨损率较AZ80镁合金下降1个数量级,420涂层比316L涂层表现出更好的耐磨性。     

镁合金表面冷喷涂420不锈钢涂层及其摩擦磨损性能研究

采用冷喷涂技术在AZ80镁合金表面制备420不锈钢耐磨涂层,开展喷涂工艺参数和涂层组织结构研究,并初步比较耐磨涂层与38Cr Si钢的摩擦学性能。结果表明:随着喷枪移动速度的下降,涂层的孔隙率逐渐下降;涂层形成过程中,420不锈钢粉末中的奥氏体相发生应变诱导马氏体相变,在一定程度上提高了涂层硬度;涂层在摩擦过程中的摩擦磨损机制表现为磨粒磨损和黏着磨损;涂层的耐磨性能显著优于38Cr Si钢。     

镁合金表面喷涂316L涂层性能研究

用大气等离子喷涂(APS),超音速火焰喷涂(HVOF)和冷喷涂(CS)在镁合金表面制备316L涂层。用SEM及X射线衍射仪分析原始粉末及涂层的形貌和显微组织,用摩擦磨损试验机和电化学试验机考察涂层的摩擦磨损及耐蚀性。结果表明:3种工艺制备的涂层耐磨性和耐蚀性均优于镁合金基体,CS涂层具有最高的硬度及最优异的耐蚀性,但磨损率略高于APS涂层,CS涂层的整体性能更好,对镁合金等轻质合金表面强化的潜力更大。     

激光加热温度对冷喷Stellite 6合金沉积层表面特性的影响

激光辅助冷喷涂(LCS)工艺是一种新的涂层和制造工艺,它结合了冷喷涂的固态沉积、保持原有粉末成分、高沉积效率优势,能够沉积冷喷涂难以或不可能沉积的材料。以N₂气作为高压载气,在中碳钢基体材料上采用LCS沉积Stellite 6粉末颗粒。采用金相、SEM以及EDX对沉积层进行表征,分析了激光加热的沉积点温度和N₂温度对沉积层的表面形貌、沉积厚度和沉积密度的影响。结果表明：激光加热导致的沉积点温度越高,沉积表面起伏越大,颗粒撞击形成的凹陷越深,粉末沉积层越厚;沉积层的致密度与沉积点温度和N₂温度有关。在氮气压力3 MPa,工件进给速度为15 mm/s的条件下,氮气温度450 ℃,沉积点温度1 100 ℃时,沉积层质量最好。     

冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层结构与性能研究

以团聚烧结工艺制备的多尺度WC鄄12Co、WC鄄10Co鄄4Cr 和WC鄄17Co 粉末为原料,利用冷喷涂沉积多尺度WC鄄Co 金属陶瓷涂层,研究了涂层的组织和相结构,测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销鄄盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能。结果表明:3 种冷喷多尺度WC鄄Co 金属陶瓷涂层组织均比较致密,涂层保持与原始粉末相同的相结构,粘结相Co 由于强烈塑性变形发生了部分同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC 颗粒呈现微米、亚微米及纳米多尺度分布特征;随着喷涂粉末中粘结相含量的增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,其磨损失重有所增加;涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用。     

冷喷涂铝涂层及其耐磨性能研究

利用冷喷涂工艺在镁合金表面喷涂纯铝涂层,结合SEM分析粉末的微观形貌及涂层的显微组织,用图像分析软件Ipp6对涂层气孔率进行测定,用拉伸试验测定镁合金基体与涂层的结合强度,通过摩擦试验研究涂层的摩擦磨损性能并对其磨损机理进行分析。结果表明:涂层厚度均匀、组织较致密;平均粒径较小的粉末形成的涂层硬度较高,体积磨损量较低,耐磨性能较好。     

冷喷涂制备陶瓷及陶瓷金属复合涂层的研究进展

传统喷涂陶瓷粉末由于过高的喷涂温度,容易导致颗粒发生氧化、脱碳、相变、晶粒粗化等现象。冷喷涂较低的喷涂温度,避免了传统喷涂陶瓷颗粒所产生的缺陷,并且残余应力为压应力增加了涂层的耐疲劳性,使冷喷涂在制备陶瓷涂层方面独具一格。但陶瓷颗粒塑性变形能力差,导致纯陶瓷涂层颗粒之间结合强度过低、孔隙率较大,严重影响涂层质量。而通过加入金属粉末利用其较好的塑性来提高复合涂层的性能是解决以上问题的有效路径。重点阐述冷喷涂在制备陶瓷涂层以及陶瓷金属复合涂层方面的研究进展,包括粉末的制备、喷涂工艺参数、涂层的微观组织、结合机理、力学性能、电学性能和化学性能。     

超音速等离子喷涂Al_2O_3-3%TiO_2涂层的耐磨性能研究

采用超音速等离子喷涂技术制备Al2O3-3%Ti O2涂层,通过单变量实验研究喷涂电流、喷距等工艺参数和不同磨粒磨损条件对涂层磨损质量损失的影响,并与大气等离子喷涂工艺进行对比。结果表明:超音速等离子喷涂制备的Al2O3-3%Ti O2涂层致密,孔隙率小,微裂纹很少且短;涂层组织随喷涂电流的增加更加均匀,表现出磨损质量损失减小,即相对较大电流制备的涂层表现出更好的耐磨性;喷距对涂层磨损率影响不明显;摩擦正压力和磨粒粒度都影响涂层的耐磨性能,粒度影响更显著。相比大气等离子喷涂,超音速等离子喷涂AT3涂层的显微硬度提高50%,在相同工况磨损条件下,耐磨性能为大气等离子喷涂的2~3倍。     

Al/Fe金属复合涂层冷喷沉积行为及结构特征

为研究Al/Fe复合粉末在冷喷涂沉积过程中的粒子碰撞变形行为、结合机理及涂层组织结构特征,以机械混合Fe、Al粉末为喷涂原料(w(Al)∶w(Fe)=85∶15),使用冷喷涂沉积Al/Fe金属复合涂层。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪等分析Al/Fe复合涂层的显微组织、相结构、硬度及Fe、Al粒子的变形形貌。结果表明:Al粒子在沉积过程中由于发生强烈塑形变形明显扁平化,并通过机械咬合形成致密的基体相,而硬度较高的Fe粒子则变形较少,基本保持初始形貌并弥散分布在Al基体之中;Al粒子内部靠近碰撞界面处的晶粒由于强烈变形被明显拉长,而远离碰撞界面的晶粒则保持近似球形;冷喷Al/Fe金属复合涂层的相结构与初始喷涂粉末完全相同,涂层组织致密,孔隙率约为1.2%,涂层的硬度显著高于初始粉末。     

镁合金表面纳米ZrO2涂层的制备及其性能研究

为提高镁合金的耐磨耐蚀性能,采用大气等离子喷涂技术在AZ80镁合金表面制备纳米ZrO_2涂层。利用SEM分析纳米喷涂粉末形貌和涂层显微结构,用球盘式摩擦磨损实验机考察涂层的摩擦磨损性能,并通过电化学测试和盐雾腐蚀试验测试涂层耐蚀性能。结果表明:大气等离子喷涂纳米ZrO_2涂层与镁合金基材的结合强度达到(28±6)MPa,显微硬度为(840±62)HV,磨损率为3.3×10~(-5)mm~3/(N·m),其耐磨性较传统的微米ZrO_2涂层提高1倍,较镁合金基材提高1个数量级。封孔后的纳米ZrO_2涂层在200 h盐雾腐蚀试验后未出现明显的腐蚀迹象。     

热处理对超音速火焰喷涂WC涂层微观结构及性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲蚀试验机等手段研究不同温度退火热处理对超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的微观结构、显微硬度、结合强度、耐磨性能等的影响。结果表明:当退火热处理温度低于450℃时,涂层的相组织结构未发生明显改变,显微硬度及耐干摩擦磨损性能随着热处理温度的升高而提高,并在450℃时出现峰值;当热处理温度高于450℃时,随着热处理温度的升高,涂层中WC、Co、Cr相的含量逐渐降低,大部分转化为CoWO_4、Cr_2O_5、C_6WO_6等氧化物相,涂层的孔隙率明显升高,耐泥沙冲蚀性能明显降低;当热处理温度升高到600℃以上时,涂层的结合强度开始降低;当热处理温度为850℃时,涂层整体剥落。     

冷喷涂技术制备纳米涂层

在KY—HVO (A)F多功能超音速火焰喷涂的基础上实现了冷喷涂技术。采用该技术在钢基体上制备了二氧化钛纳米涂层。运用XRD、SEM对喷涂用粉末和涂层的显微结构和物相组成进行了观察和确定。结果表明采用冷喷涂技术形成了TiO2 纳米涂层。与原始的纳米粉末相比 ,纳米涂层没有发生相变 ,晶粒也没有长大     

铝合金表面耐磨涂层的制备研究

采用气雾化工艺研究制备Fe Ni Cr BSi合金粉末,并通过HVOF工艺在铝合金表面制备耐磨涂层,涂层最大厚度可达3.0 mm。用金相显微镜、激光粒度仪以及维氏显微硬度仪等分析粉末颗粒的形貌、粒度分布、显微硬度以及涂层的表面形貌、内部组织和显微硬度。结果表明:不同雾化工艺对合金粉末的粒度分布影响较大,当雾化温度及压力分别为1 500℃、3.5 MPa时,所制得的粉末平均粒径为13.3μm,且粒度分布合理,颗粒表面光滑、形状规则,采用该粉末制备的HVOF耐磨涂层孔隙率为1.23%,内部组织以针状马氏体为主,硬度高达635HV0.3。     

基于正交试验法的超音速等离子喷涂钼涂层组织及性能研究

为了探索电磁轨道炮轨道材料45CrNiMoVA钢表面耐磨强化的可能,运用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了钼涂层,结合正交试验法对喷涂参数进行了优化,研究了喷涂参数对涂层性能的影响规律、综合性能最佳时涂层的组织和性能。结果表明：喷涂电压115 V、喷涂电流380 A、氩气流量130 L/min、喷涂距离100 mm时涂层具有最佳综合性能,其导电率为6.01% IACS,表观孔隙率低至0.12%,显微硬度及内聚强度分别高达482.3HV_0.1和52.1 MPa;涂层在轻载荷低频率（5 N、5 Hz）下的磨损率略低于基体,但在重载荷高频率（20 N、20 Hz）下的磨损率仅为基体50%左右,表现出良好的耐磨性能,其磨损机理均为粘着磨损和氧化磨损。     

TiB2增强Co基金属陶瓷粉末与涂层组织结构研究

采用机械球磨方式TiB2增强Co基金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面沉积TiB2-40Co金属陶瓷涂层,研究不同球磨时间粉末颗粒的组织结构,利用XRD分析粉末与涂层的物相,研究TiB2-40Co金属陶瓷涂层组织结构。结果表明:TiB2陶瓷硬质相与Co黏结相之间结合良好,且随着球磨时间的延长,Co黏结相塑变明显;涂层组织致密,涂层的主要物相与粉末相同,主要为TiB2和Co两相;经120 h熔融铝硅腐蚀后,TiB2-40Co涂层具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能。     

超音速等离子喷涂Cr2O3陶瓷涂层的微观组织及其耐磨性能

采用超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备Cr2O3-Ni-5%A(l质量分数)陶瓷涂层。利用XRD、SEM、激光共聚焦显微镜(LSCM)、显微硬度仪对涂层进行表征与分析,通过Image-pro Plus图形软件计算涂层的孔隙率,并通过摩擦磨损试验评价涂层的耐磨性能。结果表明:除了喷涂过程中出现了少量铬的氧化外,起始粉末和涂层的物相没有发生变化;陶瓷涂层表面呈双态组织,其表面粗糙度(Ra)为4.763μm;涂层断口形貌为典型的片层状组织,在涂层的抛光截面上可见紧密的富铬带均匀分布;Cr2O3涂层的孔隙率为1.2%,显微硬度为1 640HV0.3;涂层在室温下的摩擦因数约为0.4,其磨损机制为磨粒磨损。     

等离子喷涂Al_(65)Cu_(23)Fe_(12)涂层的组织与性能研究

采用等离子喷涂方法在AZ31镁合金表面制备一层Al65Cu23Fe12涂层以改善其表面性能。通过OM、XRD及EDS等分析方法,分析了涂层热处理前后的组织及性能。结果表明:等离子喷涂Al65Cu23Fe12涂层组织由Al65Cu20Fe15准晶相和Al(Cu,Fe)相两相组成;经过T4和T6处理后,相组成没有发生变化,T6处理使准晶相含量明显增加,由喷涂态的31.3%(原子分数)提高到40.4%(原子分数);Al65Cu23Fe12涂层的硬度与其准晶含量呈正比,T6态下的准晶含量最多,硬度最大,达到752.8HV0.1,比喷涂态提高了22.2%,远远大于AZ31基体的硬度;涂层的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.22～-0.79V,自腐蚀电流密度=21.5～58.7A/m2)远高于基体的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.6V,自腐蚀电流密度=135.8～242.7A/m2)。热处理使涂层和基体的耐蚀性能降低。     

镁合金热喷涂Al_2O_3纳米陶瓷涂层性能研究

采用氧乙炔火焰喷涂技术,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3纳米陶瓷涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合陶瓷涂层的组成及组织形貌,并对其热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性进行测试。结果表明,热喷涂纳米陶瓷涂层中有AlTi3、Al2TiO5等新相生成,组织更为致密,颗粒熔化程度较高,涂层热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性明显优于热喷涂微米陶瓷涂层。热喷涂纳米陶瓷涂层热震次数可达40次,说明涂层结合强度较高,清漆封孔后,孔隙率为0,致密性和耐蚀性都达到最好。     

镁合金的冷喷涂腐蚀防护

<正>冷喷涂腐蚀防护是用于厚的铝涂层的新方法。它能直接用于减少或者消除镁合金一般的腐蚀和电镀腐蚀。冷喷涂是一种新兴的固态加工技术。在一般的热喷涂中,提高加工温度时,涂层和基体材料都易发生氧化、相转变和拉伸残余应力的现象。相反,冷喷涂能够制造出超小孔隙的较厚涂层(孔隙小于0.5%),同时不会出现氧化、相转变和拉伸残余应力的现象。冷喷涂技术能够广泛应用于金属、陶瓷和其它合成材料中。