超高速激光熔覆技术研究现状及发展趋势

超高速激光熔覆技术作为一项新兴表面技术,具有熔覆效率高、粉末利用率高、涂层与基体间冶金结合、涂层稀释率低、基体热影响区小、表面粗糙度小、可轻易制备薄涂层,且整个过程绿色无污染等优点,成为替代电镀硬铬最具潜力的表面技术手段之一。系统概述超高速激光熔覆技术当前技术水平、研究进展及应用现状,对于其大规模推广具有重要意义。首先介绍超高速激光熔覆的技术特点及优势。其次,重点从超高速激光熔覆关键工艺参数、涂层组织结构及性能、熔覆材料、 工艺过程数值模拟四个方面对超高速激光熔覆技术的国内外研究现状进行综述。随后,总结超高速激光熔覆技术在工业领域的应用现状。最后,对超高速激光熔覆技术的未来发展方向及趋势进行展望。主要总结超高速激光熔覆各工艺参数及熔覆层组织结构、性能之间的构效关系,为超高速激光熔覆技术的广泛应用提供借鉴和指导。     

热障涂层界面化合物与残余应力演变研究

用超音速氧燃料热喷涂在铁基合金上制备热障涂层粘结层,用大气等离子热喷涂技术制备陶瓷层。研究了高温氧化后其界面化合物和残余应力的演变。结果表明,随着高温氧化的进行,TGO和BC/基体界面均有氧化物生成,但生长形貌和趋势并不一致。TGO由Al2O3层与尖晶石层组成;BC/基体界面氧化物为单一Al2O3,且存在层状和块状两种形貌。合金的热化学动力学引起元素Co和Ni向基底扩散比较严重,Al元素扩散止于界面氧化物层,基本不向铸铁基底扩散,Fe元素会向粘结层方向扩散。TGO残余应力的演化分为0~15 h和15~100 h 2个阶段,且残余应力与TGO的凹凸生长形貌及其物相组成密切相关;而BC/基体界面单一氧化物的残余应力基本稳定,不受其生长形貌影响。     

超声波点焊技术及其在锂电池制造中的研究现状

文中主要介绍了超声波点焊技术较电阻点焊和激光焊接的优点、焊接设备、焊接机理及超声波点焊在锂电池制造中的研究现状，详细阐述了影响超声波点焊接头宏观特征、微观组织及力学性能的关键因素。为了提高超声波点焊接头质量的鲁棒性，实时监控器和球面形的焊头是解决此问题的两种有效途径，但还存在较多未解决的问题。文章还针对如何进一步提高超声波点焊接头质量的鲁棒性提出了一些观点。     

超音速微粒轰击对热障涂层高温氧化行为的影响(英文)

在传统的热障涂层(TBCs)制备工艺的基础上,在制备热障涂层陶瓷层前,采用超音速微粒轰击技术(SFPB)改变粘结层的表面状态。采用 X 射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和微区 Cr3+荧光光谱研究粘结层的表面结构及其 1000 °C时的高温氧化相变。粘结层表面位错密度大幅度增加,形成了大量的原子扩散通道;在高温氧化初期,粘结层中 Al 原子扩散速度的增快保证了优先形成一层稳定的α-Al2O3相;在高温氧化瞬态阶段,大量 Cr3+通过 SFPB 产生的扩散通道,形成过渡相(Al0.9Cr0.1)2O3,该过渡相间接促进了γ→θ→α相变。在高温氧化初期,热障涂层 TGO 中的残余应力先急剧增大然后减小;与高温氧化26 h 的 0.93 GPa 相比,高温氧化 310 h 的残余应力降低至 0.63 GPa。在热障涂层的 TGO 层中获得了单一、连续、致密的具有抗高温氧化能力的主相α-Al2O3,这利于进一步延长其使用寿命。     

HVOF喷涂Fe基非晶合金涂层的组织结构和耐腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术,制备了含Fe、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂层。利用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站、差示扫描量热仪等设备对涂层的组织结构、耐腐蚀性能和热稳定性进行了研究。喷涂工艺参数为:氧气压力0.6MPa,氧气流量166L·min-1,丙烷压力0.55MPa,丙烷流量24L·min-1,喷涂距离350mm。制备的涂层孔隙率和显微硬度分别为1.8%和823HV0.1,其非晶化程度较高;微观结构分析表明涂层由熔化变形成扁平粒子、未熔化的粉末颗粒以及孔隙、裂纹等缺陷组成的波浪层状组织。相组织结构分析表明涂层主要由非晶相组成,含有少量的纳米晶相组织。差示扫描量热仪测试表明所制备涂层的晶化区间为532℃～580℃。电化学测试表明,Fe基非晶合金涂层在1mol·L-1的H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl溶液中都经历了活性溶解—钝化—过钝化的过程,涂层在NaOH溶液中的耐腐蚀性能最强,其次为NaCl溶液,在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能较差。     

HVOF喷涂亚微米级WC-12Co涂层的物相变化与耐磨损性能

本文采用超音速火焰喷涂技术,以含有亚微米级WC颗粒的WC-12Co热喷涂粉末为原料,制备高硬度、高耐磨性的WC-12Co金属陶瓷涂层。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损实验机等对涂层的微观组织结构及其耐磨性能进行了研究。研究结果表明:在喷涂过程中,所选用的各组工艺参数所制备的涂层中WC颗粒都发生了少量的脱碳分解;丙烷燃气流量越低、氧气流量越低、喷涂距离越长,WC的脱碳分解程度越低。在干磨擦、负载15kg、对磨环转速200r/min的条件下,涂层的磨损机制为:初期为对软相金属Co的犁沟切削,然后以硬质的WC作为磨粒的磨粒磨损为主,磨损后期还出现了一定程度的粘着磨损。在磨损过程中发生了少量物相转移,在涂层表面可以检测到Fe元素。     

QT500表面等离子喷涂8YSZ热障涂层TGO的残余应力状态及数值分析

分别采用超音速火焰喷涂(HOVF)和等离子喷涂(APS)在QT500球墨铸铁基体上制备Co Ni Cr Al Y粘结层(BC)和8YSZ陶瓷隔热层(TC),研究了试样在1050℃高温环境中经过2.5、8、15、50、100 h恒温氧化后体系的应力情况。利用扫描电子显微镜(SEM)对热生长氧化物(TGO)的微观形貌进行观察与分析,并用拉曼荧光光谱仪(RFS)分析了其应力的分布及变化规律,并通过力学模型进行了残余应力的数值计算。结果表明:由陶瓷层与粘结层之间的热失配而导致TGO中产生残余压应力,其最大值范围为1.9557~1.9603 GPa;残余压应力在高温氧化初始阶段逐渐减小,至15 h达到最小值,随之逐渐增大后趋于稳定;在恒温阶段,θ-Al2O3转变为α-Al2O3所引起的体积收缩是TGO中残余应力减小并趋于稳定的直接原因。     

基于PLC的同步器性能与寿命试验系统的研制

为了评价汽车变速器同步器的性能与寿命,设计了基于PLC的试验系统。介绍了试验系统的组成、关键技术、测控系统的设计及控制程序的设计。系统由计算机和PLC共同控制,采用气电混合式机械手代替驾驶员进行换挡操作,各路传感器信号高速并行采集。试验结果表明该试验系统能够完成各种长时间、高重复性的变速器同步器试验,运行稳定可靠。     

等离子喷涂制备铁基非晶合金涂层的结构及其耐腐蚀性能的研究

选用铁基非晶合金粉末(含有Cr,Mo,Ni,P,B,Si)采用等离子喷涂方法在Q235低碳钢和不锈钢基体上制备合金涂层,通过金相显微镜、X射线衍射和扫描电子显微镜研究分析了涂层的相组成和显微结构。研究结果表明:该涂层与基体结合紧密,涂层均匀致密度高,涂层主要由非晶组成;涂层由变形成条带状的粒子相互搭接而成,其中含有少量未熔粒子和氧化物。所制备的铁基非晶涂层气孔率约2.5%,硬度为750～850 HV0.1。通过在H_2SO_4、HCl和NaOH溶液中进行浸泡腐蚀和三电极电化学分析,表明该涂层具有优异的耐腐蚀能力。     

QT-500基体上等离子喷涂8YSZ热障涂层系统的高温氧化行为研究

本文采用超音速火焰喷涂(HVOF)和大气等离子喷涂(APS)技术,在内燃机用球墨铸铁QT-500试样上制备热障涂层(TBCs),并对其在1050oC恒温氧化条件下的氧化情况与时间的关系进行了研究,分析了扩散机理。实验中,分别提取恒温氧化2.5h,8h,15h,50h和100h的试样,对涂层的氧化情况进行表征,结果表明:在陶瓷层/粘结层界面和粘结层/基底界面均形成了热生长氧化物(TGO)层。陶瓷层/粘结层界面的热生长氧化物主要由Al2O3以及Cr2O3、尖晶石和NiO的混合氧化物(CSN)组成。粘结层/基底界面的热生长氧化物主要由Al2O3组成。自由表面扩散、晶界扩散和晶内扩散是元素在BC层中扩散的主要途径。