等离子喷涂铝电解可湿润TiB2阴极涂层研究进展

铝电解工业越来越多的采用石墨阴极,石墨阴极具有良好的导电性能,但石墨不被铝液湿润且和铝液形成Al4 C3,导致铝电解槽运行寿命短.可湿润TiB2涂层阴极因节能和延长槽寿命能够给铝电解工业带来显著效益.等离子喷涂是一种高效、灵活的沉积涂层的方法 ,能够在形状复杂或大表面积的基体上沉积金属间化合物、陶瓷或复合材料,涂层厚度可从数微米到数毫米.等离子喷涂制备可湿润性TiB2涂层阴极是可行有效的方法 ,本文评述了等离子喷涂制备可湿润TiB2阴极涂层的研究进展,简述了等离子喷涂工艺受到的影响因素(包括粉末性质、基体表面形貌和焰流性质)和涂层与基体材料结合的机制(包括机械结合、冶金结合和物理结合),分析和讨论了TiB2粉末制备、基体预处理、等离子喷涂工艺参数、涂层显微结构和性能等.最后,指出了等离子喷涂制备可湿润性TiB2涂层阴极工艺将来研究需要解决的几个关键问题.     

NiCoCrAlY粘结层喷涂工艺对8YSZ热障涂层抗氧化性能的影响

目的 提高热障涂层粘结层的抗高温氧化性能。方法 分别采用爆炸喷涂和等离子喷涂工艺制备了不同结构的NiCoCrAlY粘结层,之后通过等离子喷涂制备8YSZ陶瓷层,分析了两种粘结层结构的热障涂层的抗高温氧化性能。利用XRD、SEM和EDS对涂层物相、微观结构和成分进行分析,并对其与基体结合状态、抗高温氧化性能进行研究。结果 爆炸喷涂粘结层内部组织致密,缺陷较少,与基体结合处孔隙少;而等离子喷涂粘结层内部的层状特征明显,孔隙较多,表面粗糙度较低。爆炸喷涂粘结层氧化5 h后,表面生成了一层富Al2O3的致密氧化物膜;而等离子喷涂粘结层表面形成了富NiO、CoO、Cr2O3和Ni(Cr,Al)2O4的氧化物层,并出现了许多微裂纹和片层状氧化物。爆炸喷涂制备的热障涂层试样在前5 h氧化增重速率高于等离子喷涂试样,随后变平缓,而等离子喷涂试样氧化速率依然较高。爆炸喷涂热障涂层的热生长氧化物层（Thermally grown oxide, TGO）经50 h氧化后,仍呈连续状,厚度均匀,粘结层内氧化物缺陷较少。结论 爆炸喷涂粘结层组织均匀、致密,喷涂时涂层的氧化以及热处理的内氧化较少,使得足够的Al较快速地在粘结层表面形成致密的氧化铝,表面一定厚度的氧化铝层抑制了氧和其他金属原子的相向扩散反应,提高了涂层的抗高温氧化性能。     

CuNiCoBe合金表面等离子弧喷涂Cr3C2-NiCr涂层

利用等离子弧喷涂技术在结晶器CuNiCoBe基体上制备了Cr3C2-NiCr涂层,采用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层与基体结合强度的影响,对拉伸断面的形貌和涂层的显微结构进行了观察和分析.结果表明,影响Cr3C2-NiCr涂层与CuNiCoBe基体结合强度的主次因素依次为:送粉速率＞主气流量＞喷涂距离＞喷涂功率;经正交试验优化后的喷涂工艺参数为:喷涂距离90mm,主气流量56.6L/min,送粉速率20 g/min,喷涂功率25 kW;优化后,涂层与基体的结合强度可达18.5 MPa;涂层截面的显微硬度分布符合正态分布.     

铝合金基体电热爆炸喷涂钼涂层的制备工艺与性能

采用电热爆炸喷涂技术在铝合金基体上制备钼涂层,用SEM、划痕仪、显微硬度计、表面粗糙度仪、微磨损试验机等表征了涂层性能。借助正交试验方法分析了钼涂层制备中各工艺参数对涂层质量的影响,确定了最佳工艺参数。结果表明:用电热爆炸喷涂方法制备的钼涂层均匀致密,孔隙率低;涂层与基体形成冶金结合,结合强度高;涂层硬度为基体的4.9倍,体积磨损量仅为基体的11.2%,耐磨性大幅增加。电爆炸喷涂的工艺参数中,对涂层质量和结合力影响最大的是喷涂距离,其次是喷涂次数,影响最小的是喷涂电压。     

等离子喷涂与超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层组织与摩擦磨损性能研究

目的 研究等离子喷涂与超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。方法 采用等离子喷涂与超音速火焰喷涂工艺制备NiCr-Cr3C2涂层,并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、万能试验机、显微硬度计和高速往复摩擦磨损试验机,系统地分析了两种工艺所得涂层的物相、组织、结合强度、硬度及摩擦磨损性能。结果 两种工艺制备的NiCr-Cr3C2涂层与基体界面结合效果良好。等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层为层片状组织,层间可见微裂纹,孔隙率较高;超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层组织均匀,无明显微裂纹,可见少量微小孔隙。物相分析表明,等离子喷涂涂层由NiCr、Cr3C2和Cr7C3相组成,而超音速火焰喷涂涂层由NiCr和Cr3C2相组成。超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层的耐磨性优于等离子喷涂涂层,等离子喷涂涂层和超音速火焰喷涂涂层的稳态摩擦系数分别为0.4和0.6。随载荷升高,两种工艺制备的NiCr-Cr3C2涂层摩擦系数均显著下降。磨损后,等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层表面具有明显的凹痕和剥落,而超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层磨痕表面较光滑,未见明显剥落。两种工艺制备的涂层磨损机制均为磨粒磨损和疲劳磨损。结论 超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层较等离子喷涂涂层组织更为致密,具有更为优良的综合力学性能和耐磨性,等离子喷涂制备的NiCr-Cr3C2涂层的减摩性较好。     

电热爆炸喷涂和等离子喷涂联合法制备热障涂层的研究

采用电热爆炸喷涂和等离子喷涂联合制备热障涂层,以电热爆炸喷涂法在DZ125合金表面制备NiCoCrAlY粘结层,以等离子喷涂技术制备陶瓷顶层。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对所制备的粘结层进行分析,结果表明:电热爆炸喷涂的粘结层与基体结合良好,喷涂态的粘结层的相主要由Ni3Al组成。采用联合法制备的热障涂层,在喷涂态的陶瓷层、粘结层、基体3者结合良好,界面清晰。在高温热循环过程中,粘结层/陶瓷层界面间生成了连续、致密的Al2O3膜,阻碍粘结层的氧化。粘结层/TGO界面产生平行于界面的裂纹,是导致热障涂层失效的主要原因。     

铝合金部件HVOF替代爆炸喷涂的可行性分析

提出采用超音速火焰喷涂(HVOF)作为爆炸喷涂的替代技术在铝合金基体上制备金属陶瓷涂层,通过对比两种工艺的技术特点,指出超音速火焰喷涂制备的金属陶瓷涂层性能已经达到爆炸喷涂的水平,在设备的喷涂效率及可操作性方面优于爆炸喷涂的,但是在降低高温焰流对基体的热效应以及针对铝合金基体/涂层界面的形成机制等方面还有很多工作要做。     

印刷设备用Q235钢的表面喷涂处理研究

采用等离子喷涂和高速火焰喷涂工艺,对印刷设备用Q235钢表面进行喷涂处理,对比分析两种喷涂工艺下WC-12Co涂层的微观组织,并进行了孔隙率统计和磨损性能测试。结果表明,等离子喷涂和高速火焰喷涂涂层的孔隙率分别为3.9%和1.3%,涂层与基体之间为机械结合。高速火焰喷涂涂层的耐磨性要明显高于等离子喷涂涂层。     

Cr_3C_2-NiCr涂层等离子喷涂工艺参数的优化

采用正交试验方法研究了等离子喷涂工艺参数对Cr_3C_2-NiCr涂层显微硬度的影响,并应用极差分析方法对试验结果进行了分析.结果表明,影响涂层性能的因素从主到次依次为喷涂距离、电流、送粉气流量和电压.Cr_3C_2-NiCr涂层最佳的等离子喷涂工艺参数是电流500 A,电压65 V,喷涂距离100 mm,送粉气流量7 L/min.采用优化后的等离子喷涂工艺制备的涂层,粒子熔化充分,涂层均匀致密,孔隙率低,界面结合良好,是高质量的热喷涂涂层.     

电弧及高速电弧喷涂FeCrAl涂层的微观性能研究

用相同的喷砂和喷涂工艺参数,分别在４５＾＃钢基体上制备了电弧喷涂与高速电弧喷涂ＦｅＣｒＡｌ涂层,用扫描电镜分析了它们的表面形貌,测试分析了两种涂层及各种基体在距涂层－基体界面不同距离上的显微硬度值,得到了电弧喷涂及高速电弧喷涂基体上的热影响区宽度,讨论了涂层的显微组织对其硬度的影响,并测试分析了涂层和基体的截面线波动系数。试验结果表明,高速电弧喷涂ＦｅＣｒＡｌ涂层比普通电弧喷涂ＦｅＣｒＡｌ涂人有更     

基于等离子熔射成形的快速制模实验研究

研究了等离子喷涂法快速制作具有复杂、精密图案的模具型腔的新工艺 ,获得了满意的实验结果 ,分析了制作过程中的主要影响因素。     

应用电弧喷涂技术制作塑料加工用模具的试验研究

应用电弧喷涂制作塑料加工用模具（电弧喷涂制模）是一种快速、低成本制作塑料加工用模具的有效技术、本文根据对此项技术的试验研究结果，介绍了电弧喷涂制模技术中，脱模剂的选择；浇注填充材料的选择；制模工艺过程等。最后指出了此项技术的应用领域和发展趋势。     

高铬镍基合金超音速活性电弧喷涂涂层性能的研究

采用超音速活性电弧喷涂(HVAA)系统对适用于锅炉四管喷涂用的高Cr镍基合金进行了喷涂试验；通过金相组织研究、SEM检测以及X射线衍射分析，证明其具有良好的组织形貌；同时HVAA所制备的高Cr镍基合金涂层的性能相对于普通电弧喷涂涂层，除了更致密并具有更高的硬度外，涂层成分还具有更多的金属间化合物或络合物，对提高涂层性能有一定影响。     

微束等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层微观结构的特征研究

目的 通过与大气等离子喷涂和超音速火焰啧涂的对比,研究微束等离子喷涂制备的羟基磷灰石涂层的微观组织特点.方法 以高结晶度的羟基磷灰石粉末为原料,采用三种不同的喷涂方法(微束等离子喷涂、大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂),在Ti-6Al-4V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层.利用冷场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对三种涂层的形貌、相组成和择优取向进行分析.结果 与大气等离子喷涂及超音速火焰喷涂制备的涂层相比,应用该设备制备的羟基磷灰石涂层表面平整致密,无大量的气孔存在;涂层截面呈典型的层状结构,在近三分之一表面处观察到柱状晶;涂层中仅有少量的非晶相及分解相,结晶度高达90％以上.这些特征均有利于羟基磷灰石涂层在体液环境中的稳定性.结论 比较三种喷涂方法,采用微束等离子喷涂制备的羟基磷灰石涂层致密,结晶度高,杂相少,且存在择优取向的柱状晶.     

粉末复合电弧喷涂层耐磨性能研究

为了提高材料的耐磨、耐蚀性能,并降低生产成本,开发了粉末复合电弧喷涂技术.在45钢基体上分别用普通电弧喷涂和粉末复合电弧喷涂制备涂层,通过使用金相显微镜、摩擦磨损试验机、表面形貌仪、扫描电子显微镜对涂层显微组织及摩擦学性能进行了分析.试验结果表明,在与钢件对磨(干摩擦)时,粉末复合电弧喷涂层与普通电孤喷涂层相比,摩擦系数稍低,粉末复合电弧喷涂层具有较高的硬度和更好的耐磨性.     

Effect of the spraying process on the microstructure and tribological properties of bronze-alumina composite coatings

In the present paper, aluminum bronze-alumina composite coatings have been applied on mild steel substrate using conventional plasma spray and a new route based on cold spray techniques. The microstructure, phase distribution, microhardness, adhesion strength and tribological behavior of the composite coatings, consisting of alumina reinforcing phase distributed in a bronze matrix, were studied. Ball-on-disk dry sliding wear tests, Rubber Wheel tests and Erosion tests were conducted to examine the tribological behavior of the composite coatings. The tribological properties of the bronze coatings were improved by the addition of alumina. Friction coefficient of coatings depends strongly on the reinforcing particles content and spraying process. Wear mechanisms of the composite coatings, such as ploughing and particle delamination, were considered. In the case of abrasive wear test, the wear rate was greatly reduced due to the reinforcing ceramic particles. Relationships between size and volume fraction of the ceramic reinforcement Al₂O₃ and the wear rate are discussed. On the other hand, erosion wear behavior of coatings with higher bronze content showed the best results.     

喷涂距离对热障涂层拉伸强度的影响

用等离子喷涂方法，在不同的喷涂距离（d）下制备出ZrO2陶瓷涂层，通过涂层的拉伸实验、X射线衍射和扫描电镜分析，研究了喷涂距离对涂层拉伸强度（σ）的影响规律。结果表明：d=70、80mm时，σ较高，最高可达9．14MPa；d〈70mm时，粘接层的氧化明显加剧，热生长氧化物的量明显增加，降低了ZrO2涂层与粘接层之间的结合强度，导致σ下降；d〉80mm时，随着喷涂粒子的速度降低，撞击到喷涂表面后不能完全铺展，导致σ下降。     

Mechanical properties of cold-sprayed and thermally sprayed copper coatings

The present investigation compares the mechanical properties of cold-sprayed and thermally sprayed copper coatings. The mechanical properties of the Cu-coatings are determined by in plane tensile test using micro-flat tensile specimen technique. A deeper view into the type of obtained defects, their stability and their influence on coating performance, is supplied by subsequent failure analyses and the comparison to annealed copper coatings. The results demonstrate that cold-sprayed coatings, processed with helium as propellant gas, show similar performance as highly deformed bulk copper sheets and respective changes in properties after annealing. In the as-sprayed condition, cold-sprayed coatings processed with nitrogen and thermally sprayed coatings show rather brittle behavior. Whereas subsequent annealing can improve the properties of the cold-sprayed coating, processed with nitrogen, such heat treatments have only minor influence on the tensile properties of thermally sprayed copper coatings. The investigation of failure modes for the as-sprayed states and after different heat treatments provided further information concerning particle–particle bonding and the effect of oxides on mechanical properties.     

热喷涂技术及其设备应用

阐述了热喷涂潦方法和技术特性；比较了几种常用的热喷涂技术的优缺点．如火焰喷涂、电弧丝喷涂、等离子喷涂等．介绍了相应的设备系统的组成、应用领域及其发展的新趋势。指出合理使用热喷涂技术，不仅可以有效利用材料。还能扩展零部件的用途和延长使用寿命，从而创造出巨大的经济效益和社会效益。     

低压电弧喷涂涂层组织及其后处理工艺

采用4Cr13、铝和钛喷涂丝材分别在大气环境和低度真空环境中制备了喷涂层.通过金相组织分析和定点成分分析对比了涂层的组织形态、化合物的数量及分布状态;并通过加压试验分析了涂层在压力作用下,涂层内部孔隙弥合的情况;最后通过加热使涂层组织中发生再结晶,研究了再结晶处理对涂层组织的影响.结果表明,低压电弧喷涂可以有效地减少4Cr13和铝涂层中的氧化物数量,且通过加压及再结晶处理可以使涂层粒子间形成冶金结合.但对于钛涂层,所提供的低压喷涂环境还不能提供很有效的防护,再结晶处理也无法获得粒子间良好的冶金结合.