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。     

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。     

超音速等离子与超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及磨损机理

采用超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂分别制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,进行了硬度、孔隙率、结合强度及560和1120 r/min下的磨损对比试验。结果表明,超音速等离子喷涂制备的涂层的综合性能与超音速火焰喷涂制备的涂层性能相当。在560 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶122.15,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶138.36,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损。在1120 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶109.53,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶127.44,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损。     

氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂WC-Co涂层性能研究

采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂(HVO/AF)工艺在45钢表面制备WC-Co涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征了涂层的微观结构及相组成,并对涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度进行了分析.研究结果表明,采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂制备的涂层均具有较好的性能,超音速火焰喷涂氧气与空气混合比例对涂层的性能影响较大,采用HVO/AF喷涂技术能有效地抑制WC的氧化和分解,降低了涂层的孔隙率,提高了WC-Co涂层的硬度和结合强度等性能.涂层质量要好于传统的氧气助燃超音速火焰喷涂.     

亚音速火焰喷涂层与等离子喷涂层耐磨性的对比

利用亚音速火焰喷涂和等离子喷涂分别制备Fe-WC金属陶瓷涂层,对两种喷涂层的耐磨性进行了研究.结果表明,在耐磨性试验过程中等离子喷涂层的磨损失重变化比亚音速火焰喷涂层磨损失重变化稳定,等离子喷涂层的耐磨性明显高于火焰喷涂层的耐磨性.     

高速火焰喷涂技术及其应用

高速火焰喷涂工艺是一种新的喷涂技术，具有优良的涂层质量，能很好地解决零件的磨损和腐蚀等问题。高速火焰喷涂工艺拓宽了喷涂涂层的应用范围。     

火焰喷涂尼龙1010涂层强度测量方法研究

利用理论分析与实验相结合的方法,模拟平面火焰喷涂,设计了一套简单、方便的平面结合强度拉拔实验模具及配套夹具,用于测量火焰喷涂聚合物涂层与基体的结合强度.试验结果表明:所得实验值与理论分析相符,当拉拔试件活塞直径为2mm左右时,比较适合用于火焰喷涂聚合物涂层与基体的结合强度的测量.证明这套模具在评价火焰喷涂聚合物涂层与基体结合强度方面有一定的实用价值.     

超音速喷涂技术及其应用

回顾了超音速喷涂技术的发展过程;总结了超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、超音速电弧喷涂及冷喷涂等设备的结构和技术特点;介绍了超音速喷涂工艺及涂层特性;展望了该技术在制备纳米涂层方面的应用及发展前景。     

NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层的组织与性能

采用离子喷涂和超音速火焰喷涂技术分别制备了NiCoCrAlY/Al₂O₃耐磨复合涂层,通过SEM、显微硬度计和万能材料测试机研究了粉体和涂层的显微结构、显微硬度和结合强度。结果表明,Al₂O₃颗粒表面包覆着一层致密的NiCoCrAlY合金,涂层与基体结合良好,超音速火焰喷涂涂层的孔隙率仅为等离子喷涂涂层的1/7。超音速火焰喷涂涂层的显微硬度和结合强度均高于等离子喷涂涂层。两种方法制备的涂层的破坏属脆性断裂机理。     

喷涂工艺对MoSi2-Al2O3涂层组织与性能的影响

目的在不锈钢表面制备一种可服役于高温富氧环境中的抗高温氧化防护涂层。方法采用MoSi_2-Al_2O_3团聚烧结粉末为喷涂原料,分别利用等离子喷涂和火焰喷涂两种工艺在310S不锈钢表面制备MoSi_2-Al_2O_3抗高温氧化涂层。采用SEM、EDS、XRD和粗糙度测量仪分析涂层的组织结构,使用拉伸法检测涂层的结合强度,采用高温氧化实验表征涂层的抗高温氧化性能。结果等离子喷涂涂层中的粉末熔化程度较火焰喷涂涂层更高,涂层呈现致密的堆叠结构且Si、O元素分布更为均匀。等离子喷涂涂层的结合强度为24.25 MPa,较火焰喷涂涂层提高了约68%。经1200℃高温氧化试验后,火焰喷涂涂层出现粉化,氧化剧烈并发生剥落,而等离子喷涂涂层未出现粉化现象,涂层结构完好。在高温氧化过程中,由于等离子喷涂涂层组织致密,可有效避免涂层粉化,均匀分布的Si元素在涂层氧化过程中更易产生SiO_2并对涂层裂纹进行有效填补,阻碍了氧原子向涂层内部扩散,因此涂层抗高温氧化性优异。结论采用等离子喷涂技术能够在310S不锈钢表面制备出组织结构、结合强度及高温性能更好的MoSi_2-Al_2O_3涂层。     

高速火焰电弧复合喷涂枪制备3Cr13涂层的性能

高速火焰电弧(HVAF-ARC)复合喷涂枪是高速火焰喷涂枪和电弧喷涂枪的结合体,利用产生的高速燃气来雾化加速电弧喷涂过程中产生的熔融粒子,提高了喷涂粒子的飞行速度,降低了粒子的氧化,可高效制备优质的涂层。文中利用自主开发的新型高速火焰电弧复合喷涂枪和普通高速电弧喷涂枪,分别在钢基体上制备了3Cr13涂层,通过对涂层的性能检测发现,复合喷涂枪所制备涂层的氧元素含量和孔隙率都比普通高速电弧喷涂枪制备的涂层低,分别降低了33%和49%,硬度提高了12%,复合喷涂枪制备涂层的性能得到较大的提高。     

超音速火焰喷涂枪的冲蚀磨损研究进展

超音速火焰喷涂(HVOF)技术是热喷涂技术中的重要组成部分,也是表面强化的重要方法之一。超音速火焰喷涂因其所制备的涂层质量优良,可以说是最具发展前途的热喷涂技术。作为超音速火焰喷涂系统的子系统,喷枪是获得优良喷涂涂层的必要保证;然而,超音速火焰喷涂枪中的冲蚀磨损不仅会对喷枪自身造成严重磨损,而且还会影响喷涂涂层的性能质量,从而导致材料的损耗和浪费。介绍了冲蚀磨损分类及其理论模型,对超音速火焰喷涂进行了介绍。总结了超音速火焰喷涂枪内表面的冲蚀磨损以及冲蚀磨损的影响因素,最后归纳了目前控制超音速火焰喷涂枪冲蚀磨损的有效措施,可为以后进行这方面的研究提供参考。     

热喷涂 Mo 及 Mo 基复合涂层研究进展

热喷涂Mo及Mo基复合涂层因熔点高、硬度高、耐磨损、耐腐蚀及高温性能稳定等诸多特点,而广泛应用于机械零件生产及表面修复。随着以资源有效利用和机械产品再制造为一体的可持续发展战略不断推进,此类涂层将拥有更为广阔的应用前景。首先介绍了国内外在热喷涂Mo及Mo基复合涂层方面的研究发展和应用现状;随后依据热喷涂技术的发展历程,分别总结论述了不同热喷涂技术,即火焰喷涂(普通火焰喷涂、高速火焰喷涂)、等离子喷涂(普通等离子喷涂、超音速等离子喷涂、微束等离子喷涂、低压等离子喷涂)及电热爆炸喷涂中,Mo及Mo基复合涂层的制备工艺、涂层性能特点及存在的问题;接着指出了热喷涂Mo及Mo基复合涂层在新概念武器、航空航天等高科技领域的应用前景。最后,就进一步拓展Mo及Mo基复合涂层在贫油减摩、高温高速耐磨、高温耐腐蚀及氧化等复杂环境下的应用范围,结合热喷涂技术的研究热点及发展方向,指出了未来热喷涂Mo及Mo基复合涂层在材料组分设计和工艺优化研究中应重点关注的方面。     

1Cr9MoVNbN叶片WC-Co防护涂层结构与性能研究

采用等离子喷涂和超音速火焰喷涂工艺在汽轮机动叶片1COMoVNbN母材上制备了WC-Co防护涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和高温冲蚀试验机等技术研究了涂层的相结构、表面形貌、孔隙率以及抗高温氧化和抗固体微粒侵蚀性能。结果表明,超音速火焰喷涂相比于等离子喷涂所制备的涂层中,WC相含量较多,涂层致密,孔隙率小。超音速火焰喷涂制备的含17%Co的WC-Co涂层相比于母材具有较好的抗高温氧化和抗固体微粒侵蚀性能。     

超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

分析比较了等离子喷涂、超音速火焰喷涂的WC／Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明：超音速火焰喷涂涂层具有与粉末相近的相结构，与等离子喷涂相比涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性，涂层与基体结合情况也得到很大的改善。     

冲压模具热喷涂涂层的优化*

为了提高冲压模具的使用寿命,分别采用电弧喷涂工艺制备FTC-FeCSiMn耐磨涂层和高速火焰喷涂工艺制备WC-12Co耐磨涂层,并对其参数进行优化。由于电弧喷涂工艺受到较少参数的影响,而高速火焰喷涂工艺受到煤油流量、氢气流量和氧气比等十几个参数的影响,所以优化过程采用单次单因子法的试验设计法。对微硬度、孔隙率、表面粗糙度及沉积效率等涂层性质进行研究,取得较好效果。其中高速火焰喷涂的WC-12Co涂层经优化后,硬度1 547HV0.1,沉积效率34.5%,孔隙率1.0%,粗糙度1.84μm,与理论预期值非常接近。最后使用销盘试验测试涂层耐磨性,结果表明电弧喷涂的FTC-FeCSiMn涂层使工件的抗磨性提高2个数量级,而高速火焰喷涂的WC-12Co涂层更使工件的抗磨性提高4个数量级。     

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。     

超音速火焰喷涂铁基非晶涂层的微观组织及性能

为增强海洋工程装备中关键部件的耐磨与抗腐蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在不锈钢基体表面喷涂Fe基非晶涂层。利用SEM、XRD和DSC等,对该涂层的微观组织、相结构及性能进行了分析。研究了喷涂中煤油流量、氧气流量、喷距对非晶涂层微观组织和性能的影响。结果表明,超音速火焰喷涂制备的铁基非晶涂层组织结构均匀致密,呈完全非晶态结构。喷涂工艺参数对涂层的显微硬度具有重要影响,在优化工艺参数下获得的显微硬度为912.1 HV0.3。不锈钢喷涂非晶涂层后耐磨性提高。     

热喷涂钢柱10年海水腐蚀行为

采用直流电弧喷涂和火焰喷涂技术,在碳钢管表面沉积了１２种类的Ｚｎ、Ａｌ和Ｚｎ－１３Ａ１涂层在日本的千仓海岸进行海水腐蚀实验,结果表明,在５年暴露期内,所有的涂层均没有发生明显的腐蚀;经７年暴露后,未经封闭和经封闭处理的Ｚｎ涂层在浸泡区出现严重的锈蚀,电弧喷涂并经封孔处理的Ａ１涂层,火焰喷涂并经封孔处理的Ｚｎ－Ａ１涂层和火焰涂并经重涂装的Ａ１涂层显示出优良的耐蚀性能,相比之下,未经封闭处理的火焰喷涂     

灰铸铁表面喷涂WC/Co涂层的磨损特性研究

用超音速火焰喷涂方法在灰口铸铁表面进行了WC/Co涂层的喷涂,对灰铸铁表面及在其上喷涂的WC/Co涂层摩擦磨损特性进行了研究。结果表明,灰铸铁表面用超音速喷涂涂层后,耐磨性大大提高,喷涂的WC/Co涂层磨损机理表现为微观剥落,而灰铸铁基底材料则表现为磨粒磨损。