热喷涂轨迹对涂层结构及性能影响的研究进展

热喷涂技术是表面工程中一门重要的学科,是重要的表面防护和强化技术之一。针对热喷涂轨迹对涂层结构及性能的影响,综述了热喷涂过程中喷枪移动路径、移动速度、倾斜角度以及喷涂距离等工艺参数对平面和曲面涂层厚度均匀性、孔隙率、应力分布、沉积效率等指标的作用;将基体分为平面和曲面两种类型,归纳了喷涂轨迹参数对涂层结构和性能的影响规律。最后,对热喷涂轨迹规划的未来研究重点做出了展望。     

冷喷涂制备锡青铜/准晶复合涂层的微观结构及其摩擦学行为

利用冷喷涂技术制备锡青铜以及锡青铜/准晶复合涂层,采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及硬度计等分析涂层的微观组织与微观硬度,对所制备的涂层进行干摩擦实验,并依据磨痕形貌分析主要磨损机理。研究准晶颗粒作为强化相粒子对于涂层的微观结构及摩擦行为的影响。结果表明:冷喷涂混合粉末所制备复合涂层表现出较高的致密度与微观硬度,硬质准晶颗粒表现出相对较低的沉积效率,复合涂层相对于纯青铜涂层具有稍低的摩擦因数与较高的磨损率,颗粒磨损对复合涂层的摩擦行为起主要作用。     

冷喷涂制备颗粒增强钛基复合材料涂层研究EI北大核心CSCD

以Ti粉为复合材料基体相,不规则的SiC粉为增强相,采用冷喷涂技术制备了SiC颗粒增强钛基复合材料涂层,研究了硬质相对复合涂层的显微组织和显微硬度的影响。结果表明:制备的复合涂层由两个明显的区域组成:表层的多孔区和内部的致密区,随距离涂层表面深度的增加,涂层的气孔率迅速下降;原始喷涂粉末中SiC的体积分数为30%,沉积后的复合涂层中SiC体积分数约为10%;此外,增强相SiC颗粒的加入不仅可有效地降低涂层的气孔率,还显著地提高了喷涂态涂层的显微硬度值,由(72±28)HV0.1提高至(125±17.75)HV0.3。     

搅拌摩擦加工改性冷喷涂Al-12Si合金涂层的组织和性能

采用冷喷涂在碳钢基体上沉积制备了Al-12Si合金涂层,分别采用平端面和渐开线端面的无针搅拌头以950r/min转速对涂层表面进行搅拌摩擦加工(FSP)改性。采用光镜和扫描电镜对喷涂态和FSP改性后涂层的组织结构进行了表征。结果表明:采用两种搅拌头获得了不同形貌的组织,随着渐开线端面搅拌头的移动,提高了热输入,涂层中组织出现了过热造成的气孔缺陷。Si颗粒在FSP的塑性变形过程中得到了充分的混合,均匀地分散在了涂层中,分析表明沉积粒子的再分布和晶粒的细化能显著提高涂层的表面性能,此外,两种FSP搅拌头改性后涂层表面的硬度分别为113.8HV0.5和125.1HV0.5。     

干冰微粒喷射工艺对等离子喷涂金属涂层结构和性能的影响

干冰微粒喷射法被应用到大气等离子喷涂中以改善涂层的性能。文中采用等离子喷涂和干冰微粒喷射工艺在不锈钢基体表面制备了钢涂层,并研究了涂层的微观结构、孔隙率、温度、氧化、表面粗糙度和结合强度等性能。结果表明,由于干冰微粒喷射具有较高的冷却效率,加之干冰微粒撞击所产生的机械作用,等离子喷涂制备的钢涂层呈现出更致密的结构特征。相比于空气冷却制备的涂层,干冰微粒冷却制备的涂层含有更少的氧化物。另外,干冰微粒喷射工艺对基体的预处理使得涂层的结合强度提高了将近14%,这是由于干冰微粒喷射工艺对基体上吸附的有机物质具有清洁作用,主要基于干冰颗粒的热、机械和膨胀的综合效应。     

双丝电弧喷涂中的粒子交叉飞行现象

通过对电弧喷涂涂层显微组织的定量分析发现，来自阴极和阳极的熔融粒子在焰流中存在“交叉”飞行现象，沿喷涂丘的横断面，来自阴极和阳极的扁平化粒子以接近反对称的方式分布，对于开放式喷涂系统和具有收敛形喷嘴的封闭式喷涂系统来说，阴极料一阵子和阳极粒子的最大密度区不重合，而且也不在焰流中心线上，但是对于具有拉瓦尔喷管的封闭式喷涂系统来说该现象不明显。     

Effect of vacuum heat treatment on microstructure and microhardness of cold sprayed Cu-4Cr-2Nb alloy coating

The effect of vacuum heat treatment on the microstructure and microhardness of cold-sprayed Cu-4%Cr-2%Nb alloy coating was investigated. The heat treatment was conducted under the temperatures from 250 ℃ to 950 ℃ with a step of 100 ℃ for 2 h. It was found that a dense thick Cu-4Cr-2Nb coating could be formed by cold spraying. After heat treatment, a Cr2Nb phase was uniformly distributed in the matrix, which was transferred from the gas-atomized feedstock. A little grain growth of Cr2Nb phase was observed accompanying with the healing-up of the incomplete interfaces between the deposited particles at the elevated temperatures. The coating microhardness increases a little with increasing the temperature to 350 ℃, and then decreases with further increasing temperature up to 950 ℃. This fact can be attributed to the microstructure evolution during the heat treatment.     

高炉热风炉烟气余热的回收利用

为了提高风温,鄂钢4#高炉采用分离式热管换热器,利用热风炉烟气余热对助燃空气和高炉煤气进行预热。该系统投入使用后,风温提高近100℃,经济效益和社会效益显著。     

冷喷涂制备颗粒增强钛基复合材料涂层研究

以Ti粉为复合材料基体相,不规则的SiC粉为增强相,采用冷喷涂技术制备了SiC颗粒增强钛基复合材料涂层,研究了硬质相对复合涂层的显微组织和显微硬度的影响。结果表明:制备的复合涂层由两个明显的区域组成:表层的多孔区和内部的致密区,随距离涂层表面深度的增加,涂层的气孔率迅速下降;原始喷涂粉末中SiC的体积分数为30%,沉积后的复合涂层中SiC体积分数约为10%;此外,增强相SiC颗粒的加入不仅可有效地降低涂层的气孔率,还显著地提高了喷涂态涂层的显微硬度值,由(72±28)HV0.1提高至(125±17.75)HV0.3。     

激光表面清理在热喷涂技术中的应用

激光清理（1asercleaning）是近几十年来伴随着激光技术的发展而出现的一项新的表面处理技术。PROTAL （激光辅助热喷涂）工艺引入激光清理技术作为基材的预处理工序与后续的热喷涂工序同步进行，避免了传统的化学清洁和喷砂预处理带来的一些弊端，实现了热喷涂技术的连续生产，因此在工业界受到较大程度的关注。文中介绍了NTPROTAL 工艺的实现手段，发展历程以及相关的技术原理，并展望了未来的技术发展方向。