铝合金表面SHS辅助激光熔敷TiCNi涂层工艺研究

基于Ti与C自蔓延高温合成反应原理,利用SHS(自蔓延高温合成)辅助激光熔敷技术,通过优化激光功率、扫描速度、光斑直径、光斑搭接率等工艺参数,成功地在LY12铝合金基体表面制备出TiCNi功能梯度金属陶瓷基复合材料涂层.显微组织分析、能谱分析和X射线衍射分析表明,熔合层为Ni-Al金属间化合物.涂层组织致密而纯净,各层之间成分彼此扩散,无明显的界限,为完全的冶金结合.反应热粗化了临近界面基体的晶粒度;解释了涂层合成过程和结合机理.涂层的彤成是Ti与Ni、Ti与C、Ni与Al之间的一系列SHS反应的结果.不同温度下的热震性测试结果表明,涂层的热震性能优良.     

反应火焰喷涂TiC-Ni功能梯度涂层温度场和残余应力场数值模拟

详细介绍了利用自蔓延反应火焰喷涂技术在钢板表面制备TiC-Ni功能梯度涂层工艺.建立了计算TiC-Ni功能梯度涂层温度场及应力场的数学模型和反应喷涂涂层结构的物理模型.采用有限元分析软件分析了自蔓延反应喷涂层沉积过程中温度场及残余应力场的分布,深入分析了实验条件对涂层温度场的影响.同时,对沿涂层厚度方向残余应力变化规律进行了模拟,并通过模拟检验了利用该方法制备的功能梯度涂层的残余应力的连续性和缓和性,并对不同喷涂速度条件下涂层残余应力场进行了模拟与比较.结果表明,不同喷涂速度对残余应力场的分布影响不大.     

热扩散对镁合金锌铝涂层界面组织和性能的影响

选用具有较低熔点的锌作过渡层,采用热喷涂工艺在AZ91D镁合金表面制备了锌铝涂层,并分析热扩散对锌铝涂层界面组织和性能的影响.研究表明:经热扩散处理后,涂层与基体界面处形成扩散熔合区,扩散熔合区由Mg-Zn-Al金属间化合物及其固溶体组成;由于扩散熔合区的形成,使涂层的显微硬度和耐磨性能均显著提高.     

激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究

利用高功率CO_2激光器在Ti-6Al-4V合金表面制备含有生物活性陶瓷相的梯度生物陶瓷涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)等对熔覆层和界面的显微组织、相组成及成分进行分析.结果表明:激光熔覆复合涂层中生成了羟基磷灰石和磷酸三钙等生物活性相,凹凸不平的表面出现网络交错的片状结构和微孔(孔径为0.5～2μm),有利于新骨沿着表面及内部连通微孔攀附生长.涂层与基体界面处存在涂层成分(Ca,P)与基体成分(Ti,Al,V)的互扩散,涂层与基体通过扩散反应形成牢固的冶金结合.残余应力在界面结合区域出现峰值,陶瓷层和过渡层界面附近为221 MPa,涂层与基体界面附近为108 MPa,从涂层到基体残余应力逐渐减小.     

真空热处理对NiCrAlY涂层／钛合金基体体系的影响

采用电弧离子镀(AIP)技术在耐热钛合金(近TC6)基体表面沉积制备NiCrAIY涂层.通过OM、SEM与EDS、XRD分析研究不同真空热处理制度对NiCrAlY涂层/钛合金基体体系的影响.结果表明:经650℃真空热处理后,NiCrAlY涂层中开始有γ'-Ni3Al相析出,750℃时含量增加,870℃时含量明显减少;从650℃开始,NiCrAlY涂层/钛合金基体开始发生界面反应,随着温度的升高,界面分层并加厚同时出现裂纹,在870℃下,NiCrAlY涂层,钛合金基体界面由外至内出现Ni3(Al,Ti)、TiNi和Ti2Ni中间化合物层;在750℃下,主要发生了Ni、Ti元素的扩散,Cr元素在870℃开始发生扩散.当温度升高到950℃时,由于Ni、Ti元素大量互扩散导致宏观疏空带出现,同时在基体和界面反应层交界处出现裂纹,这些都将引起涂层的退化失效.     

AZ91D镁合金热喷涂锌铝涂层的热扩散研究

在AZ91D镁合金表面采用热喷涂工艺制备了锌铝涂层;为提高涂层与基体的结合强度,用热扩散处理以使涂层与基体间形成冶金结合,考察了热扩散温度和时间对涂层性能的影响.研究表明经扩散处理后,涂层与基体界面处形成扩散熔合区,结合强度大大提高;能使涂层获得优良综合性能的最佳工艺是300℃×2 h.     

基于不同基体材质的Sm2Zr2O7/YSZ热障复合涂层残余热应力的数值仿真

采用有限元分析软件ANSYS对1Cr13Ni9Ti、Ni、45钢和2Cr13基体等离子喷涂Sm2Zr2O7/YSZ热障双层涂层系统的残余热应力分布进行了数值仿真.结果表明:复合涂层系统表面层及界面存在较大的径向残余热应力,且径向、轴向及剪切应力梯度随金属基体的热膨胀系数增加而增大;涂层系统的轴向应力及剪切应力在径向距离距中心处约2/3的范围内基本不变,呈现出与基体材质的无关性.     

Ni-Cr-Fe-Si-B合金涂层及铝青铜基体熔合区组织的研究

采用钨极氩弧焊方法在铝青铜基体上施焊了Ni—Cr-Fe-Si—B合金涂层，并运用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析了喷涂层、熔合区及热影响区的组织形貌和成分分布。结果表明，喷焊时，在涂层与基体界面两侧各组元均发生了明显的扩散，Cu、Ni组元间可相互取代，基体融合区组织的基本组成仍为α (α γ2)，但同时也形成了Cu2FeAl7、NiAl3等新相，且融合区组织细小，涂层与基体间为冶金态结合。     

AZ91D镁合金热喷涂锌铝涂层的热扩散研究

在AZ91D镁合金表面采用热喷涂工艺制备了锌铝涂层;为提高涂层与基体的结合强度,用热扩散处理以使涂层与基体间形成冶金结合,考察了热扩散温度和时间对涂层性能的影响。研究表明:经扩散处理后,涂层与基体界面处形成扩散熔合区,结合强度大大提高;能使涂层获得优良综合性能的最佳工艺是300℃×2h。     

羟基磷灰石生物活性梯度涂层材料的界面特点

用透射电子显微镜对钛合金基体等离子喷涂羟基磷灰石 (HA)生物活性梯度涂层的界面进行了观察与分析。结果表明 :经热处理后生物活性梯度涂层的结晶程度明显提高 ,涂层中存在HA晶体、β Ca3(PO4 ) 2 晶体以及中间相CaTiO3 晶体。涂层和基体的界面结合为冶金化学结合 ,HA涂层和基体Ti间存在过渡相ZrO2 ,过渡相ZrO2 的存在有利于提高涂层和基体之间的界面结合力。