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。     

等离子喷涂镍基封严涂层热性能的研究

研究了镍基可磨耗封严涂层的抗热性能。采用等离子喷涂工艺喷涂镍基复合粉末,并对喷涂后涂层的抗热性能进行研究。结果表明,采用等离子喷涂制备的镍基封严涂层经过500℃不同时间热处理试验,涂层的硬度及显微组织仍能满足涂层的使用要求,涂层的抗热性能良好。     

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。     

7055铝合金的热变形行为及挤压工艺研究

采用Gleeble热模拟压缩试验研究了7055铝合金的热变形行为和组织演变规律,获得了变形温度和应变速率理论参数,实现了工业生产验证。结果表明:当温度在380～460℃范围内,应变速率在0.001～0.1s-1间时,合金表现为稳态流变;应变速率为1s-1时,合金发生流变硬化;在此变形参数区间的组织演变以动态回复为主。当变形温度为460℃、应变速率为10s-1时,合金发生严重的塑性失稳。基于热模拟试验与组织分析提出了热变形工艺理论参数,并在工厂进行了挤压验证,最终确定了7055合金较佳的挤压温度为420～440℃,挤压速率为0.3～0.7 m/min。     

离心式注水泵火焰超音速喷涂金属陶瓷涂层性能试验研究

通过研究离心式注水泵的使用工况及失效机理,设计了一种火焰超音速喷涂工艺制备的以镍、钴合金为主的复合金属陶瓷涂层提高离心式注水泵叶轮的泵效,对涂层进行金相观察、显微硬度分析、涂层结合强度试验及耐空蚀性能测试,结果表明,镍基金属陶瓷涂层与基体结合强度高,抗空蚀性能优良.     

等离子与火焰喷涂镍铝涂层性能研究

采用等离子和火焰两种方法制备NiAl涂层,对比了NiAl复合粉末在这两种喷涂工艺条件下所得涂层的硬度、结合强度和组织结构。实验结果表明采用等离子法制备的NiAl涂层致密,涂层孔隙率低,与基体的结合强度高,且涂层的硬度较高。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。     

大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂制备的CoMoCrSi涂层组织结构和性能

本文采用大气等离子(APS)和超音速火焰(HVOF)两种喷涂工艺制备了高硬度、高结合强度CoMoCrSi耐磨涂层,并进行了性能和成本对比分析。结果表明,通过参数优化后,APS制备的CoMoCrSi涂层硬度86HR15N,464HV300gf,结合强度45MPa;HVOF制备的CoMoCrSi涂层硬度89HR15N,699HV300gf,结合强度69MPa。HVOF制备的CoMoCrSi涂层,组织和各项性能均优于APS。XRD检测显示HVOF涂层为非晶态,APS则为晶态和非晶态,这可能与两种喷涂方式不同冷速有关。非晶态组织的出现,也可印证涂层性能的优异。APS生产效率为HVOF的2倍,每小时喷涂成本为HVOF的80%。两种工艺各有优势,可针对不同应用环境和需求选择合适的工艺。     

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。     

火焰喷涂铜铝镍石墨封严涂层工艺研究

分析了一种中温可磨耗封严涂层材料的特性,并通过调整火焰喷涂工艺制备出不同硬度和形貌的涂层,分析了涂层的组织和相结构,探讨了材料和喷涂工艺对组织结构和基本性能的影响。研究结果表明,调整喷涂参数如送粉量、气体流量等对铜铝镍石墨涂层硬度、结合强度和抗热震性影响很大,如氧气流量加大会导致涂层硬度过高;送粉量越大,涂层硬度越低等。     

火焰喷涂超高分子聚乙烯涂层工艺及性能研究

以结晶度为衡量指标,通过正交试验确定了火焰喷涂超高分子聚乙烯（UHME-PE）的较优工艺参数,采用氮气侧吹冷却技术使涂层的结晶度降低了13.93%,涂层结合强度提高了16.42%;对UHME-PE涂层耐磨粒冲蚀机理进行了初步探讨。     

火焰喷涂用 Al-6Si 丝材热处理工艺及涂层性能研究

采用拉拔的方法制备了火焰喷涂用 Al-6Si 丝材, 研究了中间退火和成品退火温度对铝硅合金性能的影响, 并对铝硅合金丝材涂层性能进行研究, 对退火后铝硅合金坯料抗拉强度和伸长率进行测试, 对退火后的成品铝硅 合金丝金相组织进行了分析表征, 并对自制 Al-6Si 丝材和进口铝硅丝材 (Metco SF Aluminum) 涂层的孔隙率、 显 微硬度、 结合强度及热震性能进行分析比较。 结果表明, 铝硅合金坯料采用 450 ℃退火工艺显著改善了力学性能, 铝硅合金丝材经 400 ℃退火处理, 晶粒均匀。 采用自制 Al-6Si 丝材和进口铝硅丝材喷涂涂层孔隙率、 显微硬度、 结合强度及热震等性能基本相当, 满足封严涂层应用要求。     

大气等离子喷涂氧化铝涂层制备和介电性能研究

采用大气等离子喷涂方法,在不同喷涂功率和喷涂距离下制备氧化铝涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、气孔率以及介电常数的影响。用SprayWatch 2I热喷涂在线监测系统测量等离子体射流中熔融氧化铝粉末的表面温度和飞行速度;用扫描电镜观察涂层的显微结构;对涂层剖面照片用莱卡QWIN图像软件分析计算了涂层的气孔率;用精密阻抗分析仪测量计算氧化铝涂层的介电常数。结果表明,喷涂功率和喷涂距离的改变可影响氧化铝涂层的气孔率。合适的功率和喷涂距离能使粉末获得良好的熔融和较快的飞行速度,形成致密的涂层。较致密的氧化铝涂层介电常数亦较大。     

Microstructural and Mechanical Properties of Ni-Base Thermal Spray Coatings Deposited by Flame Spraying

In this work, two different Ni-base powders, namely, ProXon 21021 (P21) and ProXon 21031 (P31), were sprayed onto a steel substrate 35CrMo4 using a thermal flame spray technique. The morphology and chemical composition of the phases that are present in the powders and coatings were characterized by using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS). The hardness and wear resistance of the coatings were investigated. The XRD analysis revealed that the phases present in the coatings are different from the initial powders. In addition, some inhomogeneities such as oxides, porosity, and unmelted particles were observed by SEM. It was found that the P31 spray-coated exhibited higher microhardness, higher wear resistance, and significantly lower friction coefficient in comparison with those of P21 coatings.     

Coatings Deposited by the High-Velocity Flame Spraying Method

The properties (porosity, hardness, wear resistance) of coatings obtained by high-velocity flame spraying were studied. It was shown that high-velocity spraying produces highly dense coatings (porosity below 3%) which have good abrasion resistance under extreme conditions: resistance to abrasive-erosion was 10-12 times better than that of uncoated steel. Abrasive wear resistance at low attack angles was obtained in coatings of maximum hardness, i.e., hardness above that of the abrasive. At high attack angles an optimum ratio of hardness to ductility is desired. The optimal structure for WC Co coatings is the so-called twice cemented hard alloy structure, in which granules or particles of WC Co are included within the cobalt binder. At large attack angles the concentration of carbide phase should exceed 50%, and at normal angles is optimally 20-30%.     

等离子喷涂FeCrMoSnPBSiC非晶合金涂层的结构和性能

 将软磁非晶合金FeCrMoSnPBSiC粉末作为喷涂材料,用大气等离子喷涂法在Q235钢板表面制备非晶态合金涂层。结果表明,该非晶态合金涂层组织致密均匀,具有较高的硬度,平均显微硬度为HV01 644,涂层与基材结合强度超过25 MPa,而且涂层具有较高的热稳定性和较好的耐腐蚀性能,起始晶化温度约516 ℃,在5%NaCl溶液中具有钝化作用。     

等离子喷涂氧化铝涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术 ,在 Fe Cr Al RE合金基体表面制备铝钛涂层和氧化铝涂层 ,与浸渍法制备的氧化铝涂层进行比较。利用 XRD、SEM、BET和超声振动等分析测试技术 ,对涂层的微观结构与表面特性进行研究。结果表明 ,加入适量的 Ce O2 、L a2 O3 、Zr O2 、Si O2 后 ,氧化铝喷涂涂层的表面组成相主要保持为 γ- Al2 O3 ,其蜂窝状多孔结构上堆积了大量弥散分布的纳米微粒 ;这种复合结构既保证了涂层与载体牢固的结合 ,表现出优于氧化铝浸渍涂层的抗振性与抗热震性 ,又使得涂层的几何比表面达到 32 .1m2 / g,大大超过铝钛喷涂涂层。因此 ,可用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层 ,作为承载活性组分的分散层 ,用于摩托车的金属载体排气催化剂     

钼对等离子堆焊钴基合金组织结构及性能的影响

采用光学显微镜，扫描电镜（SEM），X射线衍射（XRD），透射电镜（TEM）和磨粒磨损试验，研究了8％Mo对等离子堆焊钴基合金组织结构和性能的影响。结果表明，堆焊合金层主要是由面心立方的γ（Co）和六方结构的M7C3构成，并且在钴基固溶体中存在着许多堆垛层错。8％Mo的加入，没有改变合金层的相结构，但其亚结构却发生了变化，堆垛层错消失，在钴基固溶体中出现了大量的位错。8％Mo的加入，不但可以细化钴基固溶体和共晶体组织，还可以提高合金层中富Cr碳化物相的相对含量，有助于提高合金层的硬度和耐磨性能。     

高耐磨性铁基等离子喷焊涂层的应用研究

针对石油化工等行业中关键部件易磨损的问题,常采用等离子喷焊技术喷焊铁基合金粉末,获得耐磨涂层,从而达到延长零件的使用寿命的目的。本文对4种国产铁基合金粉末喷焊层的表面形貌、硬度和耐磨性进行了比较研究,结果表明,FFe-1160A涂层较其余3种涂层具有更好的耐磨性。