超音速火焰喷枪气体温度场和压力场的数值模拟

超音速火焰喷涂喷枪内的气体状态(温度、压力等)直接影响喷涂粒子的加热、加速效果,从而决定涂层质量。为获取喷枪内温度场、压力场及气体质量分数分布,采用finite-rate化学模型和Realizable k-ε湍流模型进行流体动力学计算。模拟结果显示:O2和C3H8分布直接影响喷枪内燃烧区的位置,从而影响化学能-动能的转变;燃烧室主燃区的位置、大小与温度梯度、燃烧气体成分梯度密切相关;超音速火焰喷涂喷枪内气体压力呈阶梯状分布,所产生的动态压差迫使燃气沿压力梯度传播;燃烧室内高压气体经拉瓦尔管转换,使压降转变为动能。     

基于数字图像处理的等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层纳米压痕有限元模拟

以等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层为研究对象,应用数字图像处理技术提取涂层孔隙分布形态,生成了包含孔隙在内的涂层有限元模型,并模拟计算了涂层纳米压痕压入过程。通过阈值迭代法、小波变换法和边界图形几何矢量化,提取了涂层真实细观结构的几何矢量图,并根据该结构图计算涂层孔隙率为6.88%。以提取的涂层矢量结构图为有限元模型基础,模拟纳米压痕试验加载过程,其载荷-位移曲线与试验曲线匹配性较好,表明该方法可将涂层微观结构和宏观力学性能结合起来。     

燃气流量对超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层组织与冲蚀性能的影响

在氧气流量和喷涂距离一定的条件下,揭示了燃气流量对超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层显微结构及冲蚀性能的影响,并探讨了冲蚀角度对Cr3C2-NiCr涂层冲蚀性能的影响.结果表明: 在相同冲蚀角度下,高燃气流量制备的涂层损耗率小;随着冲蚀角度的增加,涂层的损耗率逐渐增加;在90°时,损耗率达到最大.     

添加剂对等离子喷涂Cr2O3涂层组织和耐蚀性的影响

采用等离子喷涂方法制备Cr2O3陶瓷涂层,研究了CeO2和SiO2添加剂对涂层组织和耐蚀性的影响。结果表明,在喷涂粉末中添加适量的CeO2和SiO2可降低涂层的孔隙率、减少孔洞尺寸,从而提高了涂层的耐蚀性。     

添加剂对Cr2O3涂层热震失效寿命的影响与涂层的实际选用

在Cr2O3涂层中加入不同含量的CeO2和SiO2添加剂,通过涂层热震试验及对热震试验结果的计算分析表明,涂层的热震失效本质为热应力疲劳失效;在Cr2O3涂层中加入CeO2和SiO2,可显著提高涂层的临界热震温差范围ΔTc,采用CeO2作添加剂使涂层的热震抗力系数提高较多,而SiO2则更多地提高ΔTc,涂层在300℃温度下工作时,选用3．0％CeO2作添加剂,使之具有较好的综合性能,涂层在300－500℃范围内工作,采用3．0％－6．0SiO2作添加剂,其抗热震性较好。     

热喷涂技术的最新发展--反应热喷涂

反应热喷涂是自蔓延高温合成(SHS)技术同热喷涂技术相结合的一种新型的涂层制备技术。综述了反应热喷涂的原理、特点、工艺及涂层结构特点。     

MoS2含量对Ni基固体润滑涂层性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂的方法在45钢表面制备四种含有MoS2的镍基固体润滑涂层,并研究了MoS2含量对涂层组织和性能的影响.结果表明,MoS2作为一种软质润滑相存在涂层中,能显著降低涂层的摩擦系数和磨损率;随着MoS2含量的增加,涂层中的润滑相和孔隙均增加,而显微硬度和结合强度却呈明显下降趋势.当MoS2含量为6.0%时,涂层的磨损率为0.38×10-3mg·s-1,耐磨性最优.     

FeS粉末表面化学镀镍研究

用化学镀法对FeS粉末进行表面改性处理,防止其在热喷涂过程中氧化烧损,是热喷涂法制备硫化物自润滑涂层的关键。以AgNO3代替常见的贵金属盐PdCl2作为活化剂,对平均粒径为400目的FeS粉末进行表面化学镀镍,同时分析了镍合金镀层的形成机理。利用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜对样品进行形貌观察和分析表征。结果表明,以AgNO3代替PdCl2作为活化剂,FeS粉末表面包覆了一层致密、均匀的镍合金层,其性能得到了改善。     

工艺参数对电火花电解复合加工过程的影响规律

采用电火花电解(EDM/ECM)复合加工方法进行割缝加工时,加工效率和割缝宽度作为评价复合加工割缝的两个重要指标,但在实际加工过程中往往难以同时达到要求。使用自行研制的水包油工作液,利用单因素法探究电火花电解复合加工时工艺参数(电流、脉冲宽度、脉冲间隙、电极盘转速)对复合加工效果的影响规律,并通过正交实验分析不同工艺参数对电火花电解复合加工的影响程度,确定最佳工艺参数组合。最终通过正交试验,综合考虑加工效率及缝宽这两个评价指标选择缝宽最优1 (A_1B_1C_3D_1),即确定工艺参数组合电流40 A,脉冲间隙10μs,电极盘转速400 r/min,脉冲宽度44μs为水包油工作液复合加工的最优参数。     

超音速火焰喷涂合成TiC-Ni涂层摩擦磨损性能分析

以Ti,Ni和C为原料利用HVOF合成技术制备TiC-Ni涂层,对所制备的涂层进行滑动磨损试验,并利用扫描电镜观察涂层磨损失效形式。结果表明,粉末组成中Ni含量对涂层的滑动磨损性能影响较大,Ni含量较低时随Ni含量的升高磨损失质量降低,Ni含量过高时,涂层磨损失重反而升高。工艺参数中,氧气流量和燃气流量对涂层磨损性能的影响呈不同的变化规律,适中的氧气流量、燃气流量条件下制备的涂层磨损率较低。涂层滑动磨损失效主要有粘结相的优先犁削和碳化物剥落。失效过程中碳化物颗粒的剥落对涂层磨损起关键作用,涂层中的粘结相、氧化物和孔隙对疲劳裂纹的扩展有很大的影响。