超音速喷涂WC—Co／45^#钢的剪切强度及断口分析

测定了超音速喷涂ＷＣ－Ｃｏ／４５＾＃的界面剪切强度。断口分析表明剪切断裂发生在４５＾＃钢基体和涂层的界面上。ＷＣ－Ｃｏ涂层主要由细小的ＷＣ相，块状含铁相和分布均匀的钴相组成。     

反向凝固0Cr13／15复合铸带的界面剪切强度及断口分析

在实验室条件下，按照反向凝固工艺原理并控制合适的工艺参数制成了0Cr13/15不锈钢复合铸带。对不同工艺条件下获得的复合铸带进行了界面剪切强度测试，测试结果表明复合铸带获得了良好的界面结合质量。试样断口的X射线衍射和SEM分析证实，剪切断口发生在母带区内，0Cr13复合层内的断口表现为韧窝断裂，而母带区由于过热晶粒长大而发生脆性解理断裂。     

WC颗粒尺寸对超音速火焰喷涂WC–10Co4Cr涂层组织及力学性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术(high velocity oxygen-fuel, HVOF)制备了纳米结构、亚微米结构及常规结构的WC-10Co4Cr涂层, 研究了沉积过程中颗粒尺寸对WC脱碳行为的作用, 分析了WC颗粒尺寸对复合涂层微观组织、硬度、断裂韧性及界面结合强度的影响。结果表明: 随着WC颗粒尺寸的增大, WC脱碳率和涂层孔隙率先增大后减小, 而涂层硬度和断裂韧性先减小后增大, 界面结合强逐渐降低。在100 g压痕载荷下, 亚微米和常规结构涂层硬度的Weibull分布呈双峰特征, 而在300 g压痕载荷下, 3种结构涂层硬度的Weibull分布均呈单峰特征, 这是3种结构涂层的WC脱碳程度、层间结合力和孔隙率综合作用结果。WC-10Co4Cr纳米结构涂层呈现出低脱碳率、高硬度、高界面结合强度和适中断裂韧性的优异综合性能。     

M152钢基体超音速火焰喷涂WC-17Co涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在M152钢上制备了WC-17Co涂层。对WC-17Co涂层的耐磨性能和耐蚀性能进行了研究。结果表明超音速火焰喷涂WC-17Co涂层显著提高了M152钢基体的抗盐雾腐蚀性能,同时WC-17Co涂层具有优异的抗氧化性能和耐磨性能,可用于M152钢零件中温区域的耐磨、耐蚀防护。     

超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的耐磨性研究

采用MF-K1000和JP-8000设备制备WC-10Co-4Cr涂层,同时对涂层硬度、结合强度、磨粒磨损耐磨性、球块干磨耐磨性等性能进行对比研究,研究结果表明通过适配枪管尺寸、氧-燃油比例等工艺参数,采用不同的喷涂设备依旧可获得性能接近的涂层。     

超音速火焰喷涂技术的近期发展及应用前景

简单介绍了超音速火焰喷涂技术问世１０余年来的发展情况，列举了喷涂设备、工艺、材料研究及该项技术在航空、冶金工业上的一些应用实例。     

45#钢拉伸断口形貌分析

用DX-201型透射电子显微镜观察45#钢ψ，值不合格的拉伸试样，并对断口中亮斑亮点区域和纤维区域分别进行了宏观和微观观察。试验结果表明：断口的亮斑、亮点区是准解理的脆性断裂，是钢中含氢量过高所致，断口的纤维区是正常的韧性断裂，韧窝内有颗粒硫化物。     

超音速火焰喷涂碳化物粒径不同的WC—10Co04Cr涂层在粗细磨粒下的磨损性能

改进的ASTM G65橡胶轮测试方法可采用220nm二氧化钛颗粒和368μm的砂粒分别在潮湿和干燥条件下使用。在由碳化物粒径不同（传统和亚微米）的两种粉末所制备的WC-CoCr涂层上开展试验,研究碳化物大小和磨损介质特性对涂层磨损性能的影响。采用扫描电镜对同一位置磨损前后的低倍和高倍形貌进行观察,并分析了涂层的磨损机理。结果表明：磨损机理取决于碳化物和磨粒的相对大小。在样品上进行磨损定量分析,通过调整碳化物尺寸可改善磨损性能,测试涂层的一些力学性能用于对比。     

WC粉末粒度对超音速火焰喷涂WC-CoCr涂层组织性能的影响

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了纳米结构、双峰结构和常规结构3种WC-CoCr复合涂层。探讨了不同WC粉末粒度对涂层沉积过程的脱碳行为、涂层微观组织及力学性能的影响。结果表明:随WC颗粒尺寸减小,涂层脱碳率增大,W_2C含量增加,孔隙率降低,涂层的显微硬度和界面结合强度增大;但是纳米结构涂层中粘结相的非晶化现象严重,断裂韧度显著下降;双峰结构涂层因纳米、亚微米WC颗粒的合理搭配和协同效应表现出最好的断裂韧性,同时兼具较高的显微硬度和界面结合强度。     

超音速火焰喷涂Ni-MoS_2涂层结构与性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备了镍包二硫化钼涂层,二硫化钼的含量约为22%,试验并分析了涂层的显微结构、硬度、结合强度、摩擦学特性,结果表明,涂层致密,孔隙率低,结合强度为13.68MPa,硬度为HRB94.5,涂层有较强的抗裂纹萌生与扩展的能力。涂层干摩擦系数约为0.25～0.32,圆柱状的磨粒分布均匀,在摩擦副中有滚子的功能,能有效地减少磨损,涂层的磨损机理为磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂技术制备的双峰WC–CoCr涂层磨粒磨损特性

采用超音速火焰喷涂(high velocity oxy-fuel,HVOF)工艺分别制备了双峰结构和常规结构的WC–CoCr复合涂层。比较了不同结构WC–CoCr涂层的组织结构、显微硬度和断裂韧性;在涂层磨粒磨损实验的基础上,探讨了双峰结构WC–CoCr涂层的磨损机理。结果表明:与常规结构的WC–CoCr复合涂层相比,在由含质量分数30%超细WC粉末制备的双峰结构涂层中,WC在黏结相中溶解最多,断裂韧性最低;由含质量分数50%超细WC粉末制备的双峰结构涂层最致密,显微硬度与断裂韧性最高,耐磨粒磨损性能最优良。     

超音速等离子喷涂制备WC-Co涂层的技术经济分析

介绍了应用自行开发的高效能超音速等离子喷涂技术(HEPJet)制备WC-12Co涂层的一些性能与技术特点,并与APS和目前应用较多的超音速火焰(HVOF)喷涂方法进行了技术经济对比分析。结果表明HEPJet制备的WC-Co涂层中WC的分解和失碳现象较APS显著改善,而涂层的氧化低于HVOF,使涂层的性能优于APS,与HVOF相当;另一方面由于HEPJet制备WC-Co涂层的沉积效率高,能耗低,综合喷涂成本下降,显示出良好的技术经济特色。     

超音速火焰喷涂技术的发展和应用

超音速火焰喷涂(HVOF)具有火焰速度高、温度低、涂层结合强度高、致密性好等优点。主要介绍超音速火焰喷涂的原理、发展历程、材料应用及对未来发展的展望。     

热处理对超音速火焰喷涂 NiCoCrAlY 涂层组织性能的影响

采用超音速火焰喷涂制备了NiCoCrAlY合金涂层,采用真空热处理工艺对涂层进行了后处理,研究了热处理前后涂层的结构形貌、界面以及涂层结合强度的变化。研究结果表明:热处理后涂层的缺陷和孔隙由8.3%降低至1.4%;SEM和EDS分析表明,涂层与基材之间发生了元素互扩散,涂层与基体形成了约20μm的扩散层,涂层的结合强度由42.1MPa提高到55.6MPa。热处理后,涂层/基体界面形成的扩散层改善了界面结合状态,有助于消除界面处的残余应力,并形成冶金结合,从而提高涂层的结合强度。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的滑动磨损特性

利用超音速火焰喷涂工艺在铜基复合材料表面制备WC-12Co涂层.分析了涂层的微观结构、相组成和含量以及表面和截面硬度,并对涂层的摩擦磨损性能进行测试.结果表明：涂层组织和截面硬度分布均匀,耐磨性好,摩擦过程中会形成两种摩擦膜.磨损率随载荷增加而呈增大趋势,随转速的增加呈先减小后增大的趋势.涂层最适用的环境为300~500 r·min^-1和2~3 N,磨损率与滑动速度间的回归方程满足一元二次函数;磨损率与载荷间的回归方程满足指数方程.     

铜基体上超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的摩擦磨损性能

为提高铜基复合材料的耐磨性,利用超音速喷涂法在铜基复合材料表面制备了WC-12Co耐磨涂层。实验分析了涂层的微观结构、硬度、截面元素分布,并以载荷、转速为变量对涂层的耐磨性进行测试,深入分析了涂层的磨损机制及转速、载荷对涂层磨损率、摩擦因数的影响。结果表明:涂层的微观组织均匀、硬度高;耐磨性好,体积磨损率仅为10-14~10-13m3/(m·N)数量级,磨损机制主要是粘接相犁削、碳化物硬质相的脱落和涂层的剥落,磨损率、摩擦因数随转速、载荷的变化涂层呈现出不同的规律。     

拉伸试样断口上的亮斑与剪切脊分析

钢液脱硫去渣未达到理想效果是拉伸试样断口上出现灰色亮斑与剪切脊的原因。     

超音速火焰喷涂涂层及耐磨性能研究

采用超音速火焰喷涂方法在45号钢基体上制备了NiCr、316L、10Co4Cr/WC、12Co/WC等4种涂层,对涂层组织进行了金相观察,测试了涂层的硬度及耐磨性。结果表明,上述涂层与45号钢基体界面结合良好,孔隙率为0.50%~2%,平均厚度20μm左右,不同涂层硬度及耐磨性顺序为:10Co4Cr/WC>12Co/WC>(45号钢基体)>316L>NiCr20。     

超音速等离子喷涂制备先进陶瓷涂层的特点

采用最新开发的第二代超音速等离子喷涂系统,通过工艺优化,制备了目前常见的几种陶瓷涂层(如ZrO_2/MCrAlY梯度功能涂层,Nano-ZrO_2涂层,Cr_2O_3以及Ti-Al金属间化合物涂层等),并采用SEM、EDS、TEM、XDR等手段对陶瓷涂层的组织结构进行了分析表征。结果表明,相对于传统的等离子喷涂,上述涂层的致密性和界面结合状态都得到了明显改善。     

316L钢表面超音速火焰喷涂Fe基粉末涂层显微结构及摩擦性能分析

经过液氮循环工艺获得了塑韧性更优的Fe基粉末,通过超音速火焰喷涂（high velocity oxy-fuel,HVOF）法对建筑用316L钢基体表面造成高速撞击生成Fe基粉末涂层,分析涂层摩擦学特性与液氮循环工艺间的关系。研究结果表明:液氮循环处理粉末和未处理原始粉末都属于非晶态,粉末外观形貌都属于椭球形,没有开裂或破碎。在液氮循环处理粉末涂层组织中只存在少量的未铺展颗粒,孔隙率也发生了明显减小,形成了更致密组织。采用液氮循环方法来改善粉末塑性,使粉末以更好的铺展状态完成沉积过程。经过液氮循环处理的粉末涂层可以获得更稳定的摩擦学性能,形成了更致密的组织,孔隙与裂纹数量明显降低,摩擦系数明显减小,主要发生氧化磨损,表现出更低的磨痕深度与磨损率误差。