重熔处理热喷涂层的研究现状及展望

重熔处理是改善热喷涂层组织并提高其性能的有效方法。综述了近年来国内外热喷涂层的重熔处理工艺,并阐述了自熔合金、非自熔合金和金属陶瓷涂层的重熔特点和研究现状,最后对热喷涂层重熔技术的发展方向进行了展望。     

重熔对NiCrBSi涂层组织及高温耐磨性能的影响

目的改善Ni Cr BSi涂层的组织及高温耐磨性能。方法采用等离子喷涂在45号钢基体上制备Ni Cr BSi涂层,并用氩弧对其进行重熔处理。利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对喷涂层与重熔层的形貌、微观组织、成分与物相进行分析。采用显微硬度仪与纳米压痕仪测试涂层的硬度、弹性模量,并计算出涂层的断裂韧性。通过室温、300℃、500℃的摩擦磨损试验评价和比较喷涂层与重熔层的耐磨性能。结果重熔层各元素分布较均匀,主要由γ-(Fe,Ni)、Cr2B、Mn5Si2和α-Fe等物相组成。重熔层由喷涂层的层状结构转变为致密的铸态组织,孔隙率由7.2%降低至0.4%,重熔层与基体之间形成了冶金结合。涂层重熔后硬度由724HV降低至608HV,但是弹性模量与断裂韧性分别由161.15 GPa和0.63 MPa·m~(1/2)提高至195.92 GPa和7.18 MPa·m~(1/2)。结论重熔处理改善了涂层的组织,使得重熔层在室温、300℃、500℃的耐磨性能均优于喷涂层。随着温度的升高,喷涂层氧化脱落越来越严重,而重熔层无明显氧化脱落。     

热喷涂涂层高温磨损性能的研究现状及发展趋势

对热喷涂涂层高温下的磨损行为进行了介绍,指出了涂层高温磨损性能的影响因素。并指出了几种可以提高涂层高温耐磨性的途径,并对其机理进行了分析。最后指出了目前热喷涂涂层高温磨损性能研究中存在的问题以及未来提高涂层高温耐磨性的研究方向。     

热喷涂Ni基金属陶瓷层的重熔处理研究进展与展望

热喷涂Ni基金属陶瓷涂层具有耐磨损、耐高温和耐腐蚀等优良性能,已被广泛应用于零件的修复,但是由于涂层中的气孔、微裂纹等微观缺陷较多,结合强度较低,在恶劣的环境中适应性较差。重熔处理可以提高此类涂层界面的结合强度、耐磨性及耐蚀性能,延长其使用寿命。介绍了每种Ni基金属陶瓷热喷涂层的重熔处理方法、性能和结构组织,指出了重熔处理存在的一些问题,并给出了未来研究的展望。     

细晶Mg-Ce中间合金的制备及其对AZ91D组织和性能的影响

为了探索细晶Mg-Ce中间合金对AZ91D的变质效果,通过铜模喷铸法制备了细晶Mg-Ce中间合金,在此基础上研究了其对AZ91D组织和性能的影响。结果表明:经过铜模喷铸获得的细晶Mg-Ce中间合金中Mg_(12)Ce相的平均尺寸由50μm下降至10μm,相比于粗晶Mg-Ce中间合金,组织显著细化;细晶Mg-Ce中间合金的变质效果好于粗晶Mg-Ce中间合金,采用细晶MgCe中间合金变质的AZ91D相较于粗晶Mg-Ce中间合金变质的AZ91D,抗拉强度提高了5.23%,延伸率提高了15.14%,维氏硬度提高了6.92%,腐蚀速率降低了44.62%。因此,铜模喷铸是提高Mg-Ce中间合金变质效果的有效手段。     

大气等离子喷涂Fe基涂层及其氩弧重熔层的组织与力学性能

采用氩弧重熔技术对大气等离子喷涂Fe基涂层进行了重熔处理,分析了重熔前后涂层的显微组织和力学性能。结果表明,重熔后Fe基喷涂层的层状结构以及气孔、未熔颗粒、夹杂物基本被消除,孔隙率由4%降低到0. 4%,重熔层组织致密。喷涂层主要由微晶区、纳米晶区和过渡区组成,结晶度较差,原子排列较混乱,而重熔层由单晶区和(Fe,Cr)23C6相构成,析出相与基体界面处无显微裂纹,结晶度较好,原子排列较规则;喷涂层与基体结合处有明显缝隙,结合方式为机械结合,而重熔层与基体界面产生"白亮带",结合方式为冶金结合;相对于喷涂层,重熔层的平均显微硬度和弹性模量分别提高了33. 4%和53. 2%,表面粗糙度降低了43. 2%。氩弧重熔处理显著地改善了Fe基涂层的显微组织及力学性能。     

细晶Al-Sr中间合金对AZ91D组织和性能的影响

通过真空感应炉对Al-Sr中间合金进行了铜模喷铸处理,得到了细晶Al-Sr变质剂。然后分别采用粗晶与细晶Al-Sr对AZ91D进行了变质处理。SEM、OM、XRD、拉伸试验及硬度测试结果表明:经铜模喷铸处理的Al-Sr中间合金中的第二相Al4Sr的平均尺寸从100μm减小至5μm;经Al-Sr中间合金变质的AZ91D,晶粒明显细化,力学性能明显提高,但细晶Al-Sr的变质效果更好。因此,铜模喷铸是提高Al-Sr变质效果的有效途径。