铝基非晶纳米晶复合涂层的喷涂工艺

为了研究喷涂参数对涂层性能的影响规律,采用高速电弧喷涂技术制备铝基非晶纳米晶复合涂层,利用正交试验法系统研究喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离、喷枪移动速度和雾化空气压力对涂层性能的影响规律。优化后的工艺参数为喷涂电流160 A,喷涂电压36 V,喷涂距离200 mm,喷枪移动速度300 mm/s,雾化空气压力0.7 MPa,喷涂参数对涂层性能影响的主次顺序为：雾化空气压力、喷涂电压、喷枪移动速度、喷涂电流和喷涂距离。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）对工艺优化后的涂层进行分析,同时对涂层的显微硬度和孔隙率进行了测试。结果表明,采用优化参数制备的涂层组织结构致密,孔隙率为1.13%,硬度可达392 HV0.1,涂层具有明显的非晶纳米晶相,非晶含量约为24.2%。     

金属喷涂、堆焊与修复：金属喷涂工艺与设备

电弧喷涂工艺参数对Zn-Al伪合金制模涂层性能的影响；工艺参数对超音速电弧喷涂钛-铝涂层表面粗糙度的影响；铁基含TiC陶瓷粉电弧喷涂粉芯丝材的研究；电弧喷涂Fe基非晶硬质涂层的组织及性能研究；高速电弧喷涂FeCrNi／CBN粉芯丝材的研制与性能研究.     

汽车用镁合金的喷涂涂层的性能研究

采用电弧喷涂的方法在汽车用AZ31镁合金表面制备了一层防腐涂层,研究了喷涂电压、喷涂距离和热处理温度对喷涂涂层微观形貌和耐腐蚀性能的影响。结果表明,当喷涂电压为27.9 V,喷涂距离为150 mm时,喷涂涂层的孔隙率较低,涂层也较为致密,耐腐蚀性能最好;经400℃保温2 h后,涂层与基体的结合强度和涂层的耐腐蚀性能都得到明显提高。     

表面喷涂对体育器械耐磨性能的影响

以涂层结合力和磨损失重为考核指标,研究了电弧喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离和空气压力对体育器械表面涂层的组织与性能的影响,并优化了喷涂工艺参数,在此技术上研究了涂层厚度和热处理对涂层结合强度和磨损失重的影响。结果表明,器械表面最佳电弧喷涂工艺参数为:喷涂电压为31 V、喷涂电流为250 A、喷涂距离为210 mm和雾化空气压力为0.5 MPa;随着器械表面涂层厚度的增加,涂层结合强度呈现逐渐降低的趋势;随着热处理温度的升高,涂层的结合强度表现为先增加而后降低,而涂层的磨损失重表现为逐渐降低的趋势。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

富氧条件下电弧喷涂反应合成纳米氧化铝粉末;高速电弧喷涂FeCrNi／CBN复合涂层的组织与性能;含碳化物陶瓷粉芯丝材电弧喷涂层的结构和性能;应用于反应釜的超音速电弧喷涂涂层的耐蚀性;高速电弧喷涂涂层的结合强度与结合方式研究;等离子喷涂纳米团聚体粉末的熔化特性研究;等离子熔覆铁基涂层开裂行为研究。     

高速电弧喷涂FeMnCrNi/Cr3C2涂层的工艺优化及磨损性能

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了FeMnCrNi/Cr₃C₂涂层。通过正交试验研究了喷涂电压、喷涂电流和喷涂距离对涂层形貌及性能的影响,获得了涂层制备的最佳工艺参数。利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、显微硬度仪与激光共聚焦显微镜等研究了最佳工艺参数下制备的FeMnCrNi/Cr₃C₂涂层的形貌及性能。结果表明:影响涂层性能的主次因素顺序为:喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流。最佳工艺参数为:喷涂电压31 V、喷涂电流240 A、喷涂距离200 mm。采用最佳工艺参数制备的涂层孔隙率为1.99%,显微硬度为719 HV0.1,是Q235钢的3.5倍,涂层的平均磨痕宽度、深度和截面积分别为281.95μm、4.42μm和564.81μm2,相比Q235钢分别减小了60%、72%和89%,具有更优的耐磨性;涂层的主要磨损形式为磨粒磨损。     

等离子喷涂工艺对锅炉管束用Fe 基非晶涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的研究等离子喷涂功率和喷涂时间对锅炉管束用Fe基非晶涂层的相组成、微观组织结构及涂层耐蚀性能的影响。方法通过X射线衍射、扫描电子显微镜和三电极电化学研究进行分析。结果涂层主要由非晶相组成,表面较为平整致密;随着喷涂功率和喷涂时间的增加,涂层非晶相含量降低,孔隙率降低,致密性升高。非晶涂层在0.5mol/L H2SO4溶液和在3.5%(质量分数)NaCl溶液中均表现出良好的钝化作用,在0.5mol/L H2SO4溶液中钝化区较宽,在3.5%NaCl溶液中自腐蚀电流密度较低。随喷涂功率和时间的增加,阳极极化曲线钝化区加宽,电流密度降低。结论喷涂功率升高会导致涂层孔隙率下降,喷涂时间增加则致使涂层厚度增加,腐蚀介质渗透到基体的表面路径和阻力增加,从而可以进一步改善Fe基非晶涂层的耐蚀性能。     

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.     

电弧喷涂Ni-Cr-Al涂层工艺优化与性能研究

采用Ni-Cr-A1丝材和PARXAIR-9935电弧喷涂系统制备镍基涂层,通过正交试验和Axio Irnager.A lm金相图像分析系统对Ni-Cr-Al电弧喷涂工艺进行优化;利用扫描电镜、能谱仪等方法对涂层进行分析,同时对涂层的硬度、耐磨性能进行了测试.确定优化后的工艺参数为:喷涂电流140A,喷涂电压38V,雾化空气压力0.4 MPa,喷涂距离150mm.结果表明:喷涂电压、喷涂电流、雾化空气压力及喷涂距离对Ni-Cr-Al涂层孔隙率具有不同的影响,在优化的喷涂工艺参数下,Ni-Cr-Al涂层最小孔隙率可达5.20%,涂层的组织呈现出典型的层状结构特征,具有较好的硬度和耐磨损性能,可为今后电弧喷涂系统工艺参数的选定提供参考.     

Ni-Cr-Al合金电弧喷涂工艺对涂层结合强度的影响

为使Ni-Cr-Al合金电弧喷涂涂层获得优良的性能,以涂层结合强度为判据,通过正交试验对Ni-Cr-Al合金电弧喷涂工艺进行了优化。利用扫描电镜、能谱仪等手段对涂层和断口形貌进行分析,同时对涂层的显微硬度进行了测试。结果表明,喷涂距离、雾化空气压力、喷涂电流、喷涂电压对Ni-Cr-Al合金涂层结合强度具有不同的影响,确定优化后的工艺参数为喷涂电流160 A,喷涂电压32 V,雾化空气压力0.5 MPa,喷涂距离160 mm。在优化工艺参数条件下,电弧喷涂Ni-Cr-Al合金涂层组织呈现出典型的层状结构,其最大结合强度可达34.30 MPa,具有较好致密性和硬度。     

Deposition of HVAF-sprayed Ni-based amorphous metallic coatings

Ni₅₃Nb₂₀Ti₁₀Zr₈Co₆Cu₃ (at.%) amorphous alloy with high glass forming ability (GFA), capable of forming a wholly amorphous rod of 3 mm diameter by casting, was adopted to deposit amorphous metallic coatings by high velocity air fuel (HVAF) thermal spraying. The effects of powder feed rate and spraying distance on amorphous phase content and porosity of the coatings were investigated. It was indicated that an appropriate powder feed rate was desirable to produce a coating with high amorphous fraction, whereas a larger spraying distance led to a more dense coating. The corrosion resistance of the sprayed coatings was also examined in 1 M HCl aqueous solution.     

Fe基非晶/纳米晶涂层的微结构及其在H2O2溶液中的腐蚀性能

为研究强氧化环境中,显微结构和相组成对Fe基非晶/纳米晶复合涂层的腐蚀腐蚀性能的影响,采用大气等离子喷涂(APS)技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上喷涂制得具有不同微结构和相组成的Fe基非晶/纳米晶的复合涂层。采用XRD、SEM、TEM和DSC等检测方法对涂层的组织和相组成、晶化行为、晶化程度、内部的孔隙等微观结构进行表征。采用电化学法研究具有不同微结构和相组成的涂层在30%H₂O₂ (质量分数,下同)溶液中的腐蚀行为,探讨Fe基非晶/纳米晶复合涂层在强氧化环境中的腐蚀机理。研究表明,Mo₃Si和Fe₅Si₃相的形成使得涂层耐腐蚀性能明显降低。     

电弧喷涂制备Fe65Cr20Mo7B3.5SiMn1.5W3涂层

在Q235低碳钢板上利用电弧喷涂工艺进行喷涂,以制得Fe65Cr20Mo7B3.5SiMn1.5W3涂层。喷涂材料为自行配制的丝材,按照35%的填充率将配好的粉填充到U型不锈钢外皮中,经过多道拉拔、挤压工艺制成Φ2mm的粉芯丝材。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜对涂层的物相和组织形貌及成分进行了表征;采用差示扫描量热仪、显微硬度仪等设备对涂层的热稳定性及显微硬度进行了检测和分析。试验结果表明:涂层组织形貌呈典型的层状组织结构,由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成。涂层含有50.63%的非晶相,同时含有纳米级的晶相。涂层组织均匀、结构致密、孔隙率低,并且涂层硬度高达1040.5HV0.3,属硬质涂层,具有良好的热稳定性。     

Hot Corrosion Behavior of a High Velocity Arc-Sprayed Fe-Cr-B-C Coating

A Fe-Cr-B-C coating was prepared by electric arc spraying process to prevent the boiler tubes from hot corrosion at elevated temperatures.A hot corrosion resistance test was conducted in a mixed molten salt of Na2SO4 and K2SO4(7:3)at 700 ℃for a total period of 156 h.The microstructure and phases of the coatings before and after exposed to the hot corrosion were investigated by scanning election microscopy(SEM),optical microscopy(OM)and X-ray diffraction(XRD).The hardness and porosity were analyzed.The hot corrosion behavior of the coatings was examined by the measurement of corrosion mass gain and the observation of corrosion morphology.The results show that some splats of particles are formed on flat substrate surfaces and the coatings have a dense typical layer structure of electric arc thermally spraying deposits.Some amorphous phase exist in the coating.The coatings have an excellent resistance to hot corrosion.The formation of oxides of chromium on the exposed surface may be contributing better resistance to hot corrosion.The corrosion of the coatings follows the oxidation and sulfidation mechanism.     

激光功率对FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层组织及耐腐蚀性能的影响

以17-4PH不锈钢为基体材料,采用激光熔覆技术在不同激光功率(1600, 1800, 2000, 2200 W)下制备了FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层,研究了复合涂层的显微组织、物相组成、显微硬度分布和耐腐蚀性能。结果表明,制备的FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层的微观组织由体心立方(BCC)固溶体和M₂₃C₆、M₇C₃、Co₂C等金属间化合物组成;随着激光功率的增加,金属间化合物形成的析出相增加,涂层耐腐蚀性能先增加后降低。当激光功率为2000 W时,涂层的硬度最高,且具有最佳的耐腐蚀性能,其自腐蚀电位为0.631 V,约为基体的2.66倍,自腐蚀电流密度为0.319 μA/cm²。激光功率是影响FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层组织及耐腐蚀性的显著因素,激光功率的增大促进了涂层中碳化物析出相的生长,有利于提高涂层硬度与耐腐蚀性能,但过高的激光功率下生成的大量硬质金属间化合物增大了涂层的裂纹敏感性,涂层产生明显裂纹,导致涂层耐腐蚀性能降低。     

氮气辅助316L不锈钢激光-MIG复合焊接组织与耐蚀性能

为了提高纯氩气下MIG焊接316L不锈钢的稳定性、改善焊缝组织以及强化耐腐蚀性能,引入1 200 W小功率激光对MIG电弧进行诱导压缩,同时在氩气中混入氮气,探索不同流量比的Ar-N₂混合气体对焊缝微观组织及其耐腐蚀性能的影响. 结果表明,激光的诱导作用能够收缩并稳定MIG电弧,随着氮气流量的增加,焊缝的熔合线逐渐平缓,内部气孔缺陷明显降低;XRD测试和显微组织分析发现,渗氮后的焊缝内部γ相含量明显增多,中下部区域均为细小均匀的γ胞状晶,中上部区域为γ树枝晶,并且一次枝晶间距逐渐减小. 当氮气流量增加到5 L/min,焊缝的显微硬度可综合提升20 HV;电化学极化测试发现,渗氮之后的焊缝表现出更强的耐腐蚀性能. 试验证实,氮气辅助激光-MIG复合焊接工艺能够改善316L不锈钢焊缝的显微组织和耐腐蚀性能,当Ar∶N₂气体流量比为20∶5时,γ相的强化效果最显著,综合耐腐蚀性能最好.     

Comparison of a cold-sprayed and plasma-sprayed Fe25Cr20Mo1Si amorphous alloy coatings on 40Cr substrates

The purpose of this paper is to examine whether cold spraying is capable of manufacturing high-quality ferrous-based amorphous alloy coatings by comparing the performance of a cold-sprayed with a plasma-sprayed Fe25Cr20Mo1Si amorphous coating on a 40Cr substrate. The hardness, microstructure, wear resistance, and corrosion resistance of the two coatings were determined with potentiodynamic polarization curves, neutral salt spray tests, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction and their performance differences were examined. The results show that the cold-sprayed Fe25Cr20Mo1Si coating has an amorphous content of 97.63%, which is slightly higher than that for the raw powder (97.24%) and plasma-sprayed coating (96.55%). The coating hardness ranges from 720 HV to 1,030 HV, which is higher than plasma-sprayed coating (590–610 HV) and decreases the wear rate to about 2/3. The average porosity is 2.97 ± 0.59%, which is lower than that of the plasma-sprayed coating (4.95 ± 0.13%). The cold-sprayed Fe25Cr20Mo1Si coating can pass the 3,000 hr neutral salt spraying test, while the plasma-sprayed coating fails within 120 hr. The corrosion current in 3.5% NaCl solution reached to its stable value about 1.66 A/cm², which is about 1/4 of the plasma-sprayed coating (5.81 A/cm²). Upon analyzing the properties and the anticorrosion performance, it was found that there are no through-thickness pores in the cold-sprayed coating that impact its long-term anticorrosion performance. Cold spraying can be used to fabricate ferrous-based amorphous coatings instead of traditional thermal spraying technologies to obtain high-quality ferrous-based amorphous coatings.     

高速电弧喷涂FeNiCrBSiNbW非晶涂层组织结构与力学性能对热处理温度的响应∗

Fe 基非晶涂层因较高的性价比、良好的耐蚀性而广泛应用于众多工业领域,但其在高温环境下的使役性能会因微观结构的变化而发生改变。 为了探讨 Fe 基非晶涂层组织结构与力学性能对热处理温度的响应,利用高速电弧喷涂技术制备 FeNiCrBSiNbW 非晶涂层,随后对其进行不同温度热处理,获得三种具有不同组织结构的涂层。 采用 X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、差示扫描量热仪、电子万能试验机、显微硬度计、纳米压痕仪对不同热处理温度下涂层的组织结构和力学性能进行表征。 结果表明:FeNiCrBSiNbW 涂层中非晶相的晶化过程包括初晶晶化与共晶晶化;随着热处理温度的升高,涂层的非晶相含量、孔隙率、结合强度与断裂韧性逐渐降低,而涂层的硬度与弹性模量不断增大。 研究成果对调控高速电弧喷涂 Fe 基非晶涂层的组织结构与力学性能有一定的指导意义。