用烧结型粉末喷涂的镍铬-碳化铬耐磨涂层

镍铬-碳化铬涂层是航空发动机常用的高温耐磨涂层之一。本研究通过优化大气等离子喷涂工艺,用烧结型粉末制备了镍铬-碳化铬涂层。涂层显微组织均匀,氧化物弥散分布、孔洞及未熔颗粒较小。Cr3C2-30%NiCr涂层的拉伸结合强度不小于40MPa,显著高于Metco81VF-NS粉末喷涂的涂层,用两种粉末喷涂涂层的表面洛氏硬度及耐砂粒冲蚀性能相近。Cr3C2-30%NiCr涂层性能符合设计要求,喷涂工艺现已被用于某型号发动机的前轴承机匣零部件的喷涂生产。     

超音速火焰喷涂制备Cr2AlC涂层组织性能研究

采用真空分段烧结法制备了两种不同粒度的高单相Cr2AlC化合物粉末,并使用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在GH4169高温镍合金上制备了Cr2AlC涂层,对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,测试了涂层的显微硬度、孔隙率,并采用扫描电子显微镜(SEM)对喷涂粉末及涂层截面形貌进行了观察,结合扫描电镜能谱仪(EDS)和X射线衍射研究了涂层相组成,分析了粉末粒度对涂层微观组织结构的影响。研究结果表明:采用超音速火焰喷涂成功制备了厚度超过200μm的Cr2AlC涂层,涂层与基体紧密结合,涂层微观组织致密,采用较细的粉末有利于得到更高致密度的涂层。在喷涂过程中,有少量Cr2AlC粉末发生分解形成Cr7C3化合物。     

等离子喷涂高温润滑涂层的组织与力学性能研究

选取了具有优异的高温性能和一定的自润滑性能的高温镍基合金作为复合涂层基体材料,润滑相则分别从高、中、低温固体润滑剂中选取了Ag、CaF2、石墨（C）、MoS、BN为基本润滑组元;耐磨相则选用了在高温下具有良好的抗氧化性能及耐磨损性能的碳化铬（Cr3C2）硬质粒子,采用等离子喷涂技术制备了具有极佳相容性的高温润滑涂层。涂层的结合强度测定、硬度测定和扫描电镜分析均显示出涂层的梯度结构优于单层结构。梯度结构缓和了涂层内部的物理性能差异,不仪使涂层的硬度得到平缓过渡,而且使涂层的结合强度大大提高。有效改善了涂层的性能。     

喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂 制备 Cr3C2-NiCr 涂层及耐磨、 耐蚀性能研究

为了研究通过超音速火焰喷涂不同工艺下制备的 Cr3C2-NiCr 涂层的耐磨和耐腐蚀性能, 利用 HVOF 在 P92 钢基体表面通过不同工艺制备出 Cr3C2-NiCr 涂层, 并通过电子显微镜 (SEM) 和 X 射线衍射 (XRD) 分析涂层 的微观组织形貌和物相组成。 通过电化学工作站对不同工艺下的涂层样品以及 P92 钢基体进行测试, 探索各样品 在 0.5% H2SO4 溶液中的耐腐蚀性能。 通过磨擦磨损试验机测试各涂层的耐摩擦磨损性能, 并通过激光共聚焦得 到各样品的三维形貌和表面轮廓图。 结果表明, 影响涂层硬度的主要因素是涂层中存在的碳化物硬质相颗粒, 不 同工艺得到的涂层内部的硬质相颗粒分布不同。 在喷距 380 mm, O2 流量 880 L/min, 煤油流量 23 L/h 时获得的 涂层硬度最高 (995 HV5), 磨损率会随涂层硬度的降低而升高, 因此在该工艺参数下的涂层耐磨性能最好。 由于 影响耐蚀性的主要因素为涂层孔隙率, 在电化学腐蚀实验中, 在喷距 380 mm, O2 流量 830 L/min, 煤油流量 23 L/h 时获得的涂层具有最低孔隙率 (1.21%), 腐蚀电流密度为 0.51μA?cm-2。 相比于 P92 钢基体, 腐蚀电流密度减 小约 3 个数量级。     

溶液前驱体等离子喷涂制备三氧化钼涂层

通过溶液前驱体等离子喷涂制备三氧化钼涂层。通过TG和DSC热分析,以及SEM和XRD分析前驱体四水合钼酸铵加热分解过程中微观组织结构和物相组成的转变。结果表明,在加热过程中前驱体逐步脱水、脱氨,400℃下完全转变为稳定的α-MoO_3。在等离子喷涂过程中,前驱体溶液经历汽化、沉淀、分解,释放气体导致涂层出现孔洞和裂纹。喷涂距离影响液滴飞行过程中的热分解和涂层结构。喷涂距离70 mm时前驱体分解充分,涂层结构致密,喷涂距离90 mm时涂层开裂明显,喷涂距离50 mm时前驱体分解不充分。喷涂距离50 mm的涂层经过350℃退火后形貌与喷涂距离70 mm相似;经700℃退火后涂层转变为针状组织。     

碳化铬基自润滑耐磨涂层材料的制备及表征

采用碳化铬、镍铬合金、氟化物共晶体和银的复合粉末为原料,通过等离子体喷涂方法制备高温耐磨自润滑涂层。利用扫描电子显微镜对粉末材料和涂层的微观组织结构进行分析,并对其摩擦性能分析、研究。结果表明:分别采用镍铬合金润湿碳化铬、银包覆氟化物共晶体的方法有效的降低了等离子体喷涂过程中的脱碳、烧损问题。与国外相同材料组分的碳化铬基自润滑涂层相比,涂层具有孔隙率低、自润滑组分(氟化物、银)分布均匀、摩擦系数为0.18~0.20等特点。     

WC-Co(Cr)超音速火焰喷涂粉末和涂层性能

采用喷雾造粒和真空烧结工艺制备粒度15~45μm的WC-12%Co(WC12Co)、WC-17%Co(WC17Co)、WC-10%Co-4%Cr(WC10Co4Cr)球形喷涂粉末,并采用超音速火焰喷涂(HVOF)法在同一喷涂参数下制备WC12Co,WC17Co,WC10Co4Cr涂层,应用金相显微镜、X-射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等表征粉末和涂层的结构和性能。结果表明:制备的3种碳化钨基喷涂粉末球形度高,流动性好(~13s/50g),松装密度接近(4.8~5.0 g/cm3),粉末物相均为WC和Co相,各粉末微观结构和物理性能均满足液体燃料HVOF喷涂要求;3种粉末制备的涂层的沉积率高(52%~55%)、孔隙率低(1.1%)、显微硬度高(1200~1 300 HV300g);各涂层脱碳程度小,涂层物相均为WC、W2C和非晶或纳米晶相;相同喷涂工艺下WC17Co、WC12Co、WC10Co4Cr涂层的耐磨粒磨损性能依次增强,同时WC10Co4Cr涂层具有较强的耐盐雾腐蚀性能。     

电弧喷涂快速模具的 3Cr13 涂层工艺参数优化

为了确定电弧喷涂快速模具型壳材料3Cr13的喷涂工艺参数,用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层厚度、涂层硬度和孔隙率的影响,并利用光学和电子显微镜对喷涂涂层的微观形貌进行了观察和分析。结果表明:所获得的喷涂工艺参数,较好的实现了喷涂模具的制造及应用,可用于汽车覆盖件的冲压制造。     

HVOF喷涂亚微米级WC-12Co涂层的物相变化与耐磨损性能

本文采用超音速火焰喷涂技术,以含有亚微米级WC颗粒的WC-12Co热喷涂粉末为原料,制备高硬度、高耐磨性的WC-12Co金属陶瓷涂层。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损实验机等对涂层的微观组织结构及其耐磨性能进行了研究。研究结果表明:在喷涂过程中,所选用的各组工艺参数所制备的涂层中WC颗粒都发生了少量的脱碳分解;丙烷燃气流量越低、氧气流量越低、喷涂距离越长,WC的脱碳分解程度越低。在干磨擦、负载15kg、对磨环转速200r/min的条件下,涂层的磨损机制为:初期为对软相金属Co的犁沟切削,然后以硬质的WC作为磨粒的磨粒磨损为主,磨损后期还出现了一定程度的粘着磨损。在磨损过程中发生了少量物相转移,在涂层表面可以检测到Fe元素。     

高温可磨耗复合梯度涂层喷涂工艺研究

按照常压等离子喷涂工艺路线,选择合理的喷涂工艺参数和复合喷涂材料的配比,使用常压等离子喷涂设备在发动机结构件上制备出了高温可磨耗复合梯度封严涂层。对该涂层显微组织、EDS微区成分、涂层组织抗氧化性和涂层氧化增重曲线的测试分析表明,涂层的结构和性能符合相关标准,制备的涂层达到了高温可磨耗封严涂层的使用要求,并已得到实际应...     

工艺参数对氧-丙烷超音速火焰喷涂纳米WC-CoCr涂层组织及性能的影响

采用氧-丙烷超音速火焰喷涂技术在ZG06Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备了纳米WC-10Co4Cr涂层,研究了工艺参数对涂层组织及性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别表征了涂层的物相成分和微观组织,采用维氏硬度计和金相分析仪分别测定了涂层显微硬度和孔隙率.在料浆冲蚀条件下测试了涂层的...     

超音速火焰喷涂WC-MoCoB涂层的制备和性能研究

本文主要在初始 WC-Co 体系中加入 Mo 和 B4C 粉末， 采用球磨混料-喷涂造粒-真空烧结技术制备出含有 三元硼化物的热喷涂粉体， 通过超音速火焰 (HVOF) 喷涂工艺制备出 WC-MoCoB 涂层。 采用扫描电子显微镜、 硬度计、 压痕仪、 X 射线衍射和滑动磨损试验表征了涂层的微观结构、 力学性能、 物相组成以及滑动磨损性能。 结果表明： 与常规 WC-Co 涂层相比， WC-MoCoB 涂层具有低孔隙、 结合致密的微观结构； 涂层的硬度分布稳定 性、 弹性模量和断裂韧性均得到了提高。 WC-MoCoB 涂层滑动磨损性能的增强主要体现在更低的摩擦系数和显 著降低的磨损率； 同时提高的塑性变形极限和对微犁切削的抑制作用、 增强的界面结合和改善的力学性能均对磨 损过程起到了关键作用， 有效地抵抗了磨损。     

高速电弧喷涂FeAlCrNi/Cr_3C_2复合涂层的组织及高温性能

使用高速电弧喷涂技术制备FeAlCrNi／Cr3C2复合涂层,采用Philips Quant200扫描电镜、德国D8Advancex射线衍射仪、日立H800扫描电镜、GM／CS-MS高温冲蚀磨损试验装置,以及其它多种检测设备,对涂层的显微组织、相结构、机械性能、高温冲蚀、腐蚀和磨损性能进行研究。结果表明,复合涂层具有相对较好的抗热震性能和较高的硬度,良好的高温冲蚀、磨损和抗腐蚀性能。涂层的结合方式为机械结合为主;涂层主要由扁平组织、小颗粒和细小的氧化物与分散相、以及不足2％的孔隙组成。涂层的相结构复杂,且存在一些平行相如（001）FeAl／／（111）AlFe3C0.5。     

大气等离子喷涂工艺对纳米结构和传统Yb2SiO5 涂层微观结构的影响

纳米材料由于具有一些独特的效果而表现出了独特的性能,纳米结构稀土硅酸盐被认为是很有前景的环境 障碍涂层 ( EBC ) 材料之一。稀土硅酸盐材料中Yb2SiO5 因其卓越的高温相稳定性、对水蒸气环境的耐久性、低 热导率以及优秀的化学稳定性受到了研究者们的广泛关注。本文研究了大气等离子喷涂工艺 ( APS ) 参数对纳米 结构和传统Yb2SiO5 涂层微观结构的影响,并研究了相同大气等离子喷涂工艺下,纳米结构Yb2SiO5 喂料和传统 Yb2SiO5 喂料对涂层微观结构的影响,分析了APS 制备过程中不同结构喂料对涂层结构影响机制。结果表明：相 同喷涂参数制备的纳米结构Yb2SiO5 涂层孔隙率低于传统Yb2SiO5 涂层,以及纳米结构Yb2SiO5 涂层的铺展性和 融化度均优于传统Yb2SiO5 涂层,表明纳米结构Yb2SiO5 涂层为很有前途的环境障碍涂层之一。     

转动轴上等离子喷涂MoS_2/Ag润滑涂层的摩擦性能研究

为了提高机械转动轴表面的润滑性能,采用等离子喷涂工艺(APS)在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备MoS2/Ag涂层,通过实验测试的手段研究其微观组织及摩擦性能。研究结果表明:MoS2/Ag涂层内存在金属相成分,高温作用会引起两种金属粉颗粒的熔融,得到结构致密的涂层。Ag粉在高温环境中已经和MoS2发生了共沉积,各涂层的元素组成和喷涂粉末基本一致。当在涂层中加入20%Ag时,相对于其他Ag含量的涂层,各温度下摩擦因数都更小。温度升高到650～850℃,随着涂层内Ag含量的提高,磨损率明显降低。20%Ag涂层的磨损表面最光滑,该涂层也未发生剥落或产生犁沟,此时Ag可以对涂层起到良好的润滑作用。Ag与Mo在高温环境中摩擦发生化学反应,形成了片层结构的Ag2MoO4,获得了良好的润滑性。     

锅炉受热面管的复合涂层防护技术

针对燃煤电站锅炉受热面管磨蚀严重，导致泄露、爆管等事故而被迫停炉检修的情况，根据受热面管的形状、工况条件和使用环境状况，对电弧喷涂工艺以及对若干用于锅炉抗高温磨蚀的喷涂丝材所制备涂层的微观组织结构、硬度、涂层结合性能以及耐冲蚀磨损性能和高温腐蚀性能等进行了深入的研究。结果表明，以超音速电弧喷涂NiAl丝材作为结合底层、金属-陶瓷材料或高Cr材料作为功能层、并辅以高温封孔的复合涂层制备技术，可提高锅炉运行的可靠性和经济性。     

纳米YSZ热障涂层制备工艺及涂层环境试验研究

以结合强度为衡量指标,由L9（34）试验确立了等离子喷涂纳米YSZ制备热障涂层的最佳工艺参数。采用SEM对涂层微观组织结构及涂层相关性能进行了研究分析。结果表明,经优化工艺参数喷涂制备的YSZ热障涂层结合强度可达38.26MPa,厚度为0.37mm的该涂层在600℃时的隔热温度达到70℃,且该涂层具有良好的环境适应性。     

喷涂距离对超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层沉积效率及耐磨粒磨损性能的影响

以-45~+15μm WC10Co4Cr团聚烧结球形喷涂粉末为原料,采用GTV超音速火焰喷涂(HVOF)系统K2喷枪,通过改变喷涂距离(300、340和380 mm)制备3种涂层,应用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等表征涂层结构和性能。结果表明:随喷涂距离减小,WC10Co4Cr涂层孔隙率降低、显微硬度增加、耐磨粒磨损性能增强,但粉末的沉积效率降低;喷涂距离为300~380 mm时,WC10Co4Cr涂层的物相组成均为WC、W2C及少量非晶相;喷涂距离为300~340 mm时,WC10Co4Cr涂层显微硬度和耐磨粒磨损性能变化较小;结合磨损区域中心位置的微观结构、涂层物理性能和表面粗糙度变化,探讨WC10Co4Cr涂层的磨粒磨损和喷涂距离的影响机制。     

喷涂工艺参数对等离子喷涂 CoCrAlTaY-Al2O3涂层的微观组织结构和力学性能的影响

为提高连续退火炉高温炉辊的表面质量,采用大气等离子喷涂技术制备了CoCrAlTaY-30%Al_2O_3涂层,研究了喷涂工艺参数对涂层微观组织结构、相组成和力学性能的影响。结果表明:等离子喷涂CoCrAlTaY-Al_2O_3涂层中两种典型组织Al_2O_3相和合金相交互存在并分散较均匀,涂层主要由Co合金、α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3物相组成;喷涂功率、喷涂距离和主气流量均对涂层的微观组织和物相无明显影响;随着喷涂功率的提高,粉末粒子的熔化效果变好、孔隙率降低,在40 kW喷涂功率下,涂层的硬度最高,此时结合强度达到68 MPa;在80～140 mm喷涂距离范围内,粉末大部分已熔化,有少量的未熔颗粒存在,在喷涂距离为120 mm时涂层表面光滑致密,孔隙率较低,结合强度最大为78.6 MPa;主气流量为40L/min时,涂层的孔隙率最小而结合强度最大。等离子喷涂CoCrAlTaY-Al_2O_3涂层的最优工艺参数为喷涂功率40 kW、喷涂距离120 mm、主气流量40 L/min,得到的涂层孔隙率为3.689%、硬度为HV_(0.3) 664.9、拉伸强度78.6 MPa。     

等离子喷涂氧化钇稳定氧化锆涂层的分形特征与断裂韧性

采用超音速等离子喷涂和普通大气等离子喷涂制备了微米级氧化钇稳定氧化锆（yttria-stabilized zirconia,YSZ）基热障涂层,使用SprayWatch-2i系统测试喷涂过程中粒子飞行速度及表面温度,通过扫描电镜和图像分析技术表征涂层微观结构,利用压痕法测试了断裂韧性和弹性模量,采用基于分形思想的面积-周长幂率定量表征两种工艺条件下孔隙不规则形态,并研究了分形维数对涂层断裂韧性的影响。结果表明:超音速等离子喷涂和普通大气等离子喷涂YSZ涂层孔隙都具有分形特性;超音速等离子喷涂YSZ涂层分形维数是普通等离子喷涂涂层的1.12倍,孔隙结构更复杂,涂层断裂韧性更高。