HVOF喷涂WC-12Co粒子沉积行为分析

目的 研究不同超音速火焰喷涂条件下WC-12Co粒子在45^#碳钢基体上的沉积变形行为。方法 基于Johnson-Cook塑性材料模型与Thermal-Isotropy-Phase-Change热材料模型，采用LS-DYNA进行建模分析。结果 不同喷涂参数下，WC-12Co粒子在45^#碳钢基体上的沉积行为存在明显差异。沉积过程中，粒子等效塑性应变幅度高于基体;粒子边缘位置等效塑性应变幅度高于粒子中心轴线位置;粒子初始速度与初始温度的增加有助于提升结合界面温度与粒子扁平化程度;粒子初始温度与粒子初始速度对接触界面能量变化影响程度基本一致，单位粒子初始速度与温度提升的能量贡献比 分别为0.78以及0.76，二者的能量贡献比近似相同;适度的基体预热( =500 K)可以促进粒子变形，加深沉积坑深度，增大粒子与基体的结合面积，有助于提升粒子与基体之间的结合强度。基体过冷( =300 K)将导致粒子“翘曲”，降低粒子与基体之间的结合面积，基体过热( =600 K)将导致二者结合处于不稳定状态，易引起粒子剥落，二者均不利于粒子与基体的有效结合。结论 一定范围内提升粒子初始速度、温度与基体初始温度，可以提高粒子扁平化程度，增大粒子与基体结合面积，提升粒子与基体的结合性能，进一步提高涂层质量。     

HVAF喷涂Inconel625涂层在生物质发电环境的高温腐蚀行为

秸秆等生物质焚烧发电时产生的含氯气体和碱金属氯化物腐蚀使受热面金属管道的服役寿命比煤电机组显著降低。 管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。 采用可现场施工的空气超音速火焰喷涂(HVAF)在 TP347H 耐热钢表面,制备了 Inconel 镍基耐高温腐蚀涂层,研究了 TP347H 耐热钢喷涂 Inconel 625 合金涂层前后的长期高温腐蚀特性(550 ℃ ,500 h),验证了 HVAF Inconel 625 合金涂层的高温含氯腐蚀防护作用。 显微观察结果表明,优化工艺参数条件下 HVAF 涂层组织致密、 孔隙率低至 0. 72%,与基材结合良好。 腐蚀增重结果表明,采用 HVAF 制备 Inconel 625 合金涂层后,TP347H 耐热钢的腐蚀增重降低 7. 6 倍,耐腐蚀性能显著提升。 冲蚀试验结果表明,HVAF Inconel 625 合金涂层在最初阶段由于表层凸起颗粒的剥落而冲蚀性能极低,进入稳定阶段后耐冲蚀性能提高,与 TP347H 基材的耐冲蚀性能相当。     

等离子喷涂与脉冲等离子爆炸复合涂层的氧化组织分析

采用等离子喷涂在镍基高温合金GH4049表面制备了CoNiCrAlY涂层,随后对涂层进行了脉冲等离子爆炸和真空预氧化处理,并对涂层进行了1050℃保温10 h和50 h的恒温静态氧化实验。结果表明:经过脉冲等离子爆炸处理后的涂层表面形貌更加平坦,脉冲等离子爆炸处理使得涂层表面的片层结构转变为致密结构,减少了氧气渗入涂层的通道,有效延缓了涂层的氧化过程,且没有改变涂层的化学成分;在1050℃空气中氧化50 h后,涂层的物相组成与未氧化处理的基本一致。     

喷涂缠绕保温管用全水发泡聚氨酯组合聚醚的研制

用聚醚多元醇A、聚醚二醇B、聚酯多元醇PS-2915、三乙醇胺、水和其他助剂制备了喷涂管道用全水发泡聚氨酯硬泡组合聚醚,并对其反应性能、黏度进行评价,对使用该组合聚醚和多异氰酸酯PM-200制得的聚氨酯泡沫材料的性能进行研究。结果表明,在合适的原料用量时,制得的组合聚醚黏度较低,与多异氰酸酯PM-200的反应速度满足喷涂管道生产工艺要求。当喷涂制得的聚氨酯泡沫单层厚度7 mm左右,泡沫体具有较高的粘接强度、较好的韧性和较低的导热系数,密度61 kg/m^3的泡沫压缩强度达到526 kPa。制得的喷涂管道产品满足GB/T 34611—2017要求。     

冷喷涂固态颗粒沉积中颗粒间结合形成机制研究进展

就目前主流的冷喷涂颗粒结合形成机理进行了系统总结和评述,为冷喷涂沉积体性能的调控和后续研究提供借鉴。分别就经典的颗粒界面绝热剪切失稳结合机理,颗粒界面应力波释放诱导材料射流形成结合机理,以及高速碰撞诱导颗粒表面氧化膜破碎、新鲜金属接触结合机理的基本概念、原理、特点进行了概括总结。通过大量系统文献的调研,指出现有理论目前存在的相悖和不足之处,并简要分析了现有颗粒间结合形成理论对冷喷涂沉积体质量调控方面的指导意义。最后基于现有研究的不足,对冷喷涂颗粒界面结合机制方面的研究进行了展望。     

电爆喷涂粒子的约束调控机制及对沉积行为的影响

采用对喷涂粒子进行槽内约束的电爆喷涂方法,研究了喷涂粒子在垂直槽中的约束调控机制及其沉积行为。结果表明:约束深度达20mm时,即喷涂距离为丝径的100倍时,仍可获得连续、均匀的涂层。约束宽度从6mm减小至2 mm,涂层表面呈现出由粗糙的"丘壑状"形貌向均匀的"薄饼状"形貌逐渐过渡的演变趋势,且涂层厚度显著提高;能量密度从57 J/mm~3提高至152 J/mm~3,同样可提高涂层厚度并改善涂层均匀性。对喷涂粒子进行收集,发现减小约束宽度和提高能量密度均可有效细化喷涂粒子并使喷涂粒子粒径分布更加均匀。分析认为,由焦耳加热导致的"热膨胀效应"和击穿电弧伴生的"压力效应"共同决定电爆冲击波和喷涂粒子的形成,并随能量密度和约束参数的变化,对喷涂粒子表现出不同的约束调控作用,使其沉积行为产生显著差异。     

液态CO2辅助喷涂发泡聚氨酯硬泡的研究

采用三组分聚氨酯硬泡喷涂高压发泡机,以HCFO-1233zd(E)或HFO-1336mzz(Z)为主体发泡剂,将液态CO2作为第三组分添加,制备了喷涂聚氨酯硬泡。对比了不同含量CO2喷涂发泡制得的聚氨酯泡沫制品的性能。结果表明,添加液态CO2会使泡沫的乳白时间缩短,凝胶时间和固化时间延迟;添加适量液态CO2可以提高泡沫制品的压缩强度,能降低泡沫的闭孔率;添加少量液态CO2会使泡沫的泡孔分布更加均匀,泡沫更加细腻,可以提高HFO类发泡体系泡沫的综合性能,尤其能提高泡沫超低温环境下的绝热性能。     

混气喷涂工艺研究与应用

我公司采用的是传统空气喷涂工艺喷涂变速器总成。由于空气喷涂雾化不精细,漆膜不均匀,易流挂,漆的反弹损耗大,油漆利用率在所有喷漆方式中是最低的,约40%左右,相应的过滤系统、废水、漆渣处理成本增加。为了提高喷涂质量,降低成本,促进环保,通过对空气喷涂、无气喷涂、混气喷涂、静电喷涂4种喷涂原理分析,优缺点对比,喷涂工艺验证,研究开发了一种适合我公司变速器总成的喷涂工艺—混气喷涂。     

薄喷涂层技术在底抽巷围岩防风化中的应用

针对传统喷浆作业喷射水泥浆,效果差、效率低、粉尘治理难度大等问题,采用薄喷涂层技术对底抽巷进行喷浆作业。经过岳城矿实测证明,薄喷涂层有效遏制了底抽巷围岩的变形速度,保持了围岩的整体塑性,防风化效果显著,可通过及时补强加固实现围岩的有效控制,提高底抽巷掘进效率。     

悬浮液等离子喷涂制备氟代羟基磷灰石生物涂层

主要以氟代羟基磷灰石(FHA)悬浮液为原料,采用悬浮液等离子喷涂技术,在钛基体表面制备了FHA涂层。通过XRD,SEM,FT-IR以及XPS等测试手段,对不同喷涂功率制备的FHA涂层进行表征,并测试其性能。结果表明,粉体及制备的涂层主要晶相为HA,但是粉体进入等离子火焰形成涂层的过程中发生分解,生成α-磷酸钙(α-TCP),β-磷酸钙(β-TCP),以及磷酸四钙(TTCP)等分解产物。XPS结果证明F离子成功取代了OH基团进入HA晶格中,导致FHA涂层的抗溶解性明显提高。电化学实验结果表明,随着喷涂功率的增加,涂层的抗腐蚀性能提高。