等离子喷涂镍基合金非晶涂层的组织与性能

用超声气体雾化法制备了一种快凝Ni-Mo-Cr-B合金微晶粉末,使用常规的等离子喷涂工艺可以将该粉末沉积在金属基体上形成一个致密的涂层。该涂层具有较高的结合强度和硬度,在不同的腐蚀介质中显示出较好的耐蚀性和耐磨性.经X射线衍射,差热分析和透射电镜做的微晶结构分析表明,快凝镍基微晶粉末经过等离子喷涂后发生了非晶转变,所获得的非晶涂层具有较高的热稳定性,在600℃以下的温度范围内不发生晶化过程,与此同时对比了同一种粉末采用氧乙炔火焰喷涂的不同工艺后涂层力学性能的差别。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶/纳米晶涂层的组织性能特征

采用超音速火焰喷涂设备制备了Fe基非晶／纳米晶涂层，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、显微硬度计等对涂层的微观形貌、结构特征及显微硬度进行了研究。涂层由变形带状粒子、未熔颗粒及少量孔隙组成，涂层致密。由于该方法的冷却速度高，涂层中形成了非晶，后续涂层的加热使部分非晶转变为纳米晶。涂层的显微硬度平均为1084HV0.2，明显高于基体；靠近涂层的基体表面产生了加工硬化。     

电弧喷涂铁基非晶涂层的结构与性能

用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备一种含非晶和纳米晶的Fe基涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪分析测量涂层的组织和性能.并用谢乐公式计算晶粒尺寸.结果表明,涂层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.涂层结构致密,孔隙率低,氧化物含量较少,涂层含有非晶和纳米晶,晶粒尺寸为10~40 nm,利用X射线衍射强度比较法测量涂层中非晶相的含量为55.3%.涂层具有很高的硬度,其显微硬度最高达到1 260 HV0.1.     

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%。     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6MPa,Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6 MPa, Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2 MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

超音速火焰喷涂制备钼基非晶纳米晶涂层的研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术，在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上成功的制备出了一种Mo基非晶纳米晶复合涂层。这种涂层组织均匀致密，孔隙率小，约为3．4％，呈典型的层状分布；涂层是由非晶和纳米晶组成，在非晶基体中均匀分布了纳米晶粒。根据衍射峰的半高宽，计算出Mo基涂层中的晶粒平均尺寸为25～70nm，与通过透射电镜的观察得到晶粒大小数20～70nm相符；涂层具有较高的硬度，平均显微硬度为859．0HV50；所获得的非晶纳米晶涂层具有较高的热稳定性，在1020．1℃以下使用，不会发生晶型转变。     

HVOF喷涂Fe-Cr基涂层中非晶与纳米晶形成的研究

采用多元Fe基合金（含Cr、Si、Mn、B等）作为喷涂粉末,用超音速火焰（HVOF）喷涂法在不锈钢基体上制备厚度约200μm的Fe-Cr基涂层.用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪（DSC）对涂层的组织结构特征进行了研究.涂层由于熔融和半熔化状态的液滴的连续堆积而成层状,由Fe基非晶、纳米晶及硼化物组成,纳米晶尺寸约为10-30nm.DSC分析表明非晶的晶化温度约为605℃.非晶的形成是由于喷涂液滴快的冷却速度及合适的粉末成分;非晶由于后续熔融液滴的堆积对前涂层产生退火效应,以非均匀形核的方式分别在非晶内部和非晶与硼化物的界面形成.     

AC-HVAF喷涂Fe基非晶纳米晶涂层的微观组织及性能研究

利用先进的AC-HAVF（活性燃烧高速燃气）喷涂技术制备了Fe基非晶纳米晶涂层,研究了其微观组织、热稳定性以及耐磨耐蚀性能.试验结果表明：涂层主要由FeNi3、Fe2B和Ni4B3相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为1.8 %;涂层表面硬度分布不是均匀,最高可达1 570 HV,平均硬度为1 361.1 HV;涂层具有优异的耐磨性能,其磨损体积是0Cr13Ni5Mo不锈钢的0.155倍,涂层的磨损机理主要是疲劳磨损;所获得的非晶纳米晶涂层在649.6 ℃以下使用,不会发生晶化反应,有很好的热稳定性.     

Fe基非晶合金涂层的等离子喷涂成形特征

采用大气等离子喷涂法在Q235钢基材表面制备了Fe基非晶合金涂层，研究表明，涂层基本上由非晶相组成，在涂层中分布着少量的尺寸为2-5μm的淬态核结晶相，涂层中氧化物的含量较少。涂层由条带状粒子相互搭接、逐层堆积而成，具有典型的层状结构形貌。尺寸约为60μm的球形喷涂粒子在涂层中变形为高度尺寸约为6μm扁平状粒子，保证了高非晶相含量涂层的顺利形成。在涂层中的粒子边界还包含着少量的孔隙、微细的球形粒子等缺陷。涂层与基材、涂层中粒子问主要以机械结合为主，涂层与基材的结合区为涂层-基材体系中的最薄弱处。     

热喷涂制备Fe基非晶合金涂层的研究进展

从非晶形成理论、热喷涂制备Fe基非晶涂层两个方面对热喷涂制备Fe基合金涂层研究进行了综述,并对热喷涂制备该涂层未来的发展进行了展望.     

Ni—Cr—B—Si等离子喷涂层加热重熔后组织与性能

用真空炉对Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ合金粉末等离子喷涂进行整体加热，使涂层重熔。研究了重熔后喷涂层的组织与性能，结果表明，经重熔处理后喷涂层与基体的结合力，抗高温磨损性能和抗高温氧化性能得到了明显提高而孔隙率却明显降低     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

大气等离子喷涂FeCoCrNiAl高熵合金涂层的高温摩擦磨损性能

目的 研究环境温度对FeCoCrNiAl高熵合金涂层摩擦磨损性能的影响,探讨将其应用于高温及富氧环境中的可行性。方法 采用大气等离子喷涂制备FeCoCrNiAl高熵合金涂层,考察喷涂功率对涂层微观组织的影响;测试涂层的纳米力学性能,分析其对涂层摩擦磨损性能的影响;基于涂层及对偶磨球磨损表面形貌、元素分布及含量、物相组成,讨论涂层在室温及高温环境中的摩擦磨损特性与机制。结果 涂层中形成了白色、浅灰色、深灰色及黑色4种区域,区域颜色随O元素含量增加而加深,涂层纳米力学性能逐渐增加,进而将对其摩擦磨损性能造成影响。20 kW喷涂功率制备涂层的室温摩擦因数、磨损率及磨痕深度均达最佳值,分别为(0.70±0.02)、(9.22±0.01)×10^-5 mm³/(N·m)及(130±10)μm。室温环境下,磨粒磨损、疲劳磨损及塑性变形为涂层的主要磨损机制。20 kW功率制备涂层的摩擦因数、磨损率、磨痕深度等均随摩擦环境温度的升高先增加而后降低,经600℃摩擦试验后分别低至(0.58±0.01)、(6.14±0.01)×10^-5 mm<...     

超薄基体气门等离子喷焊T400合金层的试验研究

采用等离子喷焊方法在厚度为1mm的气门锥面制备了钴基合金涂层，用X射线衍射仪分析了涂层的相结构，用电子探针分析了涂层截面的成分分布，用光学显微镜观察了涂层的组织形貌。结果表明，熔合区主要由细小的等轴晶和少量的柱状晶组成，涂层主要由铸态枝晶和细晶组成，在涂层与基体之间形成了明显的冶金结合层。涂层中的金属元素呈梯度分布，在界面处存在明显的热扩散现象。实际应用表明，由于喷焊层形成了合金固溶体和耐磨性能好的碳化物，因而提高了气门的使用性能。     

超薄基体气门等离子喷焊T400合金层的试验研究

采用等离子喷焊方法在厚度为1 mm的气门锥面制备了钴基合金涂层,用X射线衍射仪分析了涂层的相结构,用电子探针分析了涂层截面的成分分布,用光学显微镜观察了涂层的组织形貌。结果表明,熔合区主要由细小的等轴晶和少量的柱状晶组成,涂层主要由铸态枝晶和细晶组成,在涂层与基体之间形成了明显的冶金结合层。涂层中的金属元素呈梯度分布,在界面处存在明显的热扩散现象。实际应用表明,由于喷焊层形成了合金固溶体和耐磨性能好的碳化物,因而提高了气门的使用性能。     

等离子喷涂WC-12Co/NiCrAl复合涂层的摩擦磨损特性

以NiCrAl涂层为粘结层,用等离子喷涂工艺在TC4钛合金表面制备了WC-12Co/NiCrAl复合涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度仪等手段分析了涂层微观形貌、化学成分和显微硬度,并用磨损试验考察了WC-12Co/NiCrAl复合涂层的摩擦磨损特性。结果表明:WC-12Co涂层表面未熔颗粒较多,涂层截面孔隙率为10.2%;WC发生部分分解,出现W2C、Co6W6C等新相;涂层与基体结合界面为机械结合+局部微冶金结合方式;显微硬度为双态Weibull分布,呈现不同位置结构的差异化。WC-12Co涂层表现出良好的减摩及耐磨性能,同载荷下摩擦因数低于基体,磨损失重为基体的1/10,磨粒磨损是其主要磨损机制。     

等离子熔覆Fe-Cr-C合金涂层工艺优化及性能研究

目的采用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备Fe-Cr-C合金熔覆层,提高基材表面的硬度和耐磨性。方法通过正交试验确定最佳工艺参数,用SEM、EDS、XRD分析熔覆层的组织结构和物相,用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试熔覆层的硬度和耐磨性。结果工作电流和送粉速度对等离子熔覆层的硬度和磨损量的综合影响最为显著,最佳工艺参数为:工作电流110 A,扫描速度110 mm/min,送粉速度6 r/min,搭接率40%,离子气流量1 L/h。熔覆层硬质相为(Cr,Fe)_7C_3,其余物相为γ-Fe、(Fe,Cr)、(Fe,Ni)、(Fe,C)、(Fe,Ni)_(23)C_6、Cr_7C_3、Ni_3Si、Fe_3Mo、Fe_2Nb。最优参数试样熔覆层的平均显微硬度为545.1HV_(0.5),比Q235钢基体的硬度高3倍左右。经过5 h摩擦磨损试验后,其总磨损量为0.25 g,比基体磨损量减少约2/3;磨损体积为45.09 mm~3,约为基体磨损体积的1/3;磨损率为1.22×10~(-4) mm~3/(N·m),约为基体磨损率的1/3;摩擦系数为0.23,约为基体摩擦系数的1/2。结论在Q235钢基体表面采用等离子熔覆技术制备出Fe-Cr-C合金熔覆层,其硬度和耐磨性能得到显著提升。     

超音速等离子喷涂Mo-W涂层的力学性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了Mo-W合金涂层,利用场发射扫描显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计分析测试了涂层组织、硬度,利用球-盘式摩擦磨损试验机研究了磨损载荷及频率对Mo-W合金涂层摩擦学性能的影响。结果表明:质量比为3:1的Mo、W机械混合粉喷涂后涂层中Mo、W元素质量比接近3:1。涂层组织致密,与基体结合为机械结合,表面平均显微硬度为563.2 HV0.1。Mo-W涂层的显微硬度、耐磨性和减摩性比基体45CrNiMoVA钢有所提高,且载荷越大,涂层的耐磨性和减摩性优势越明显。Mo-W涂层与Si3N4陶瓷的摩擦磨损机制以磨料磨损和氧化磨损为主。当磨损载荷变大和磨损频率变高时,疲劳剥落磨损表现明显。     

锌基合金组织和性能的研究

本文研究了成分对锌基合金性能的影响，结果表明，ＺＡ－４０合金有最佳的组织和性能，在锌基合金中起提高耐磨性作用的硬质点为ＣｕＺｎ４。