爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响

目的 研究爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响规律,进一步提升铝合金表面AlCuFeSc准晶涂层的性能。方法 采用爆炸喷涂工艺制备准晶涂层,以正交试验方法对爆炸喷涂氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率3个影响涂层性能的关键参数进行优化。借助显微硬度计、拉力试验机研究涂层的力学性能。采用SEM、XRD、EDS等手段表征粉末及涂层的微观物相结构。结果 在试验参数范围内,以涂层的表面硬度和结合强度性能为主要判定指标,各因素对涂层性能的影响从大到小依次为氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率。综合考量涂层表面硬度和结合强度2个指标,得到了AlCuFeSc涂层的最佳制备工艺,氧燃充枪比为56%,喷涂距离为210 mm,喷涂频率为1次/s。在该最佳工艺参数下制备的准晶涂层致密且与铝合金基体结合良好,涂层表面硬度为583.4HV0.3,结合强度为63.24 MPa,孔隙率为0.648%,准晶相的含量为69%。结论 采用最佳工艺参数制备的AlCuFeSc准晶涂层相较于非最佳工艺参数喷涂涂层,其性能得到较大提高,可为未来准晶涂层的应用提供参考。     

Al-Ti-Si-RE高速电弧喷涂层热震与电化学腐蚀行为

通过对Al-Ti-Si-RE涂层抗热震性能以及热震前后电化学腐蚀行为分析研究,发现Al-Ti-Si-RE涂层在500℃时能够保持良好的抗热震性能,且在热震前后耐电化学腐蚀性能没有明显下降,主要原因是Ti在高速电弧喷涂过程中,与Al结合反应放热,使涂层与基体"冶金结合"部位增多,提高了涂层结合强度。同时经透射电镜(TEM)观察,喷涂层中晶粒尺寸较小,且Al与钛铝金属间化合物具有良好共格关系,降低了Al-Ti-Si-RE涂层开裂敏感度。另外Al-Ti-Si-RE涂层具有发达的"骨架"结构,电化学腐蚀过程中形成的Al氧化物能够有效填充到"骨架"孔隙和热震引起的微裂纹当中,对涂层同时起到"自封闭"与"自修复"作用,使其更加致密并兼具良好抗热震性能与耐电化学腐蚀性能。     

高速电弧喷涂再制造曲轴弯曲疲劳寿命及再制造效益评估

针对重载汽车发动机曲轴的再制造需求,基于六自由度机器人自动化高速电弧喷涂系统,采用研制的Fe Ni Cr Al涂层及设计的"环形"、"Z"字型喷涂路径对磨损失效曲轴进行了再制造应用。并与采用常规3Cr13涂层性能对比,采用"Z"字形路径喷涂Fe Ni Cr Al涂层后的残余应力状态与新品曲轴表面应力状态分布较为接近。依照国标QC-T637-2000对喷涂再制造后的曲轴进行弯曲疲劳性能考核,试验弯矩在2305.38 N·m,加载系数1.2时,其疲劳寿命通过1×10~7次,达到国标要求。结果表明:采用研制的Fe Ni Cr Al涂层再制造曲轴弯曲疲劳寿命高于采用常规3Cr13涂层喷涂后曲轴。经济性分析表明:采用Fe Ni Cr Al材料喷涂曲轴消耗的粉芯丝材重量仅为制造新品曲轴所需材料的3%左右,单根曲轴再制造成本,相比制造新品下降了93.8%,再制造过程耗时,相比制造新品曲轴节省了18%。     

航空发动机钛合金压气机组件防钛火用阻燃可磨耗涂层研究进展

本文描述了钛合金在航空发动机的应用优势及出现的"钛火"问题,并介绍了解决"钛火"的方案,如阻燃钛合金、阻燃涂层及阻燃可磨耗涂层等。着重介绍了阻燃可磨耗涂层的技术研究现状,包括其涂层阻燃可磨耗性的评价标准以及阻燃可磨耗的相关机理研究。最后指出了在600～750℃区间应用的钛合金阻燃可磨耗涂层未来研究趋势和发展方向。     

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。     

钛铝伪合金涂层在模拟深海压力下的腐蚀行为

通过电化学测试和微观组织分析等方法,研究了钛铝双丝高速电弧喷涂伪合金涂层在模拟深海压力条件下的腐蚀行为。结果表明:钛铝伪合金涂层在6 MPa高压静水条件下仍保持了较好的耐蚀性能,主要是由于涂层中富Ti相基本未被腐蚀,在涂层结构中起到了支撑骨架的作用,富Al相则起到了牺牲阳极保护的作用。同时腐蚀产物有效地填充了富Ti相的"骨架"结构,使之形成具有高度"自封闭"效果的涂层,强化了涂层的耐蚀效果。     

电火花沉积高熵合金涂层的研究现状与展望

基于高熵效应的多主元合金克服了传统高熵合金(HEA)的弊端,形成了综合性能优异的简单固溶体.最初,高熵合金的设计理念主要通过块状高熵合金来实现,随着人们对高熵合金的深入研究,高性能高熵合金涂层的概念被提出来.但是,现有的磁控溅射、热喷涂和激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在厚度低、孔隙率高、对异形关键部件涂层可达性差等问题,严重阻碍了高熵合金涂层在航空航天领域的应用.电火花沉积技术不但具有绿色、节能、省材等优势,而且针对细长管内壁和弯曲弧面等结构特征的关键件,电火花沉积高熵合金涂层的厚度均匀、可达性良好.除了对涂层制备工艺的探索外,众多学者还通过高熵合金涂层设计的五大效应之一"鸡尾酒效应"改变组元进行调配以及添加WC等硬质颗粒和稀土元素来达到涂层所需的组织和性能.最后,研究者往往会在涂层制备之前采用正交试验等手段优化高熵合金涂层制备的工艺参数,提高涂层所需要的性能.本文详细介绍了高熵合金设计原理及不同技术制备高熵合金涂层的研究进展,总结了不同高熵合金涂层体系结构与性能之间的关系,并指出利用电火花沉积高熵合金涂层作为表面改性手段的发展前景.     

ANSYS在斜拉桥的稳定分析中的应用

指出斜拉桥的稳定是斜拉桥设计和施工的关键问题之一,在回顾稳定的有限元计算方法的基础上介绍了基于ANSYS稳定计算的方法,并将该方法运用在实桥的计算中,从而推广该方法的应用。     

高速电弧喷涂再制造曲轴质量和效率优化研究

为提高自动化高速电弧喷涂再制造发动机曲轴的效率和涂层的性能,研究了一种新型的自动化高速电弧喷涂再制造发动机曲轴喷涂路径,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和材料力学性能试验设备分别测试了涂层的微观组织和结合强度.实验结果表明:涂层组织均匀、致密,为铁素体韧性相与固溶体、金属间化合物的复合组织,采用新喷涂工艺制备涂层性能较好,大大提高了喷涂效率和涂层在曲轴轴颈圆角处的结合强度,降低了再制造成本和喷涂时间,节能、节材及环保效果显著,应用前景广阔.     

爆炸喷涂石墨烯改性涂层的工艺及自润滑耐磨机制研究

为了降低WC-12Co耐磨涂层的摩擦系数，采用四种制粉工艺（湿法球磨、湿法搅拌、烧结破碎、喷雾造粒）将石墨烯复合于WC-12Co粉末中，基于爆炸喷涂技术制备了石墨烯自润滑耐磨涂层。借助SEM、EDS、Raman等手段分析了不同制粉工艺对获得粉末及涂层中石墨烯的组织形貌、物相组成。采用显微硬度计、万能拉伸机研究了涂层的力学性能。采用UMT-2摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能。结果表明，喷雾造粒工艺可实现更多的石墨烯在WC-12Co颗粒表面的均匀、紧密粘附，涂层内部石墨烯含量较高，且仍以透明状、薄层状态嵌合在组织内部，结合强度约68MPa，硬度约940HV0.3，石墨烯涂层摩擦系数降低约25%，石墨烯在摩擦过程中不断裸露于磨痕表面，在微区内形成润滑膜，起到较好的自润滑、减磨效果。