超音速火焰喷涂及涂层性能简介

本文简要介绍了超音速火焰喷擦的原理、发展状态；比较了超音速火焰喷涂层、等离子喷涂层，爆炸喷涂层、自熔合金喷熔层以及电镀硬铬层的硬度和耐磨损性能；介绍了超音速火焰喷涂层的部份应用实例及其应用效果。     

超音速火焰喷涂及涂层性能简介

本文简要介绍了超音速火焰喷涂的原理、发展状态；比较了超音速火焰喷涂层、等离子喷涂层、爆炸喷涂层、自烙合金喷熔层以及电镀硬铬层的硬度和耐磨损性能；介绍了超音速火焰喷涂层的部份应用实例及其应用效果。     

超音速火焰喷涂Co-Cr-WC涂层的组织与性能

采用超音速火焰喷涂工艺在Q235B基体上制备Co-Cr-WC涂层;利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析涂层的组织结构和相组成,并测试在不同参数下涂层显微硬度、孔隙率和密度.试验结果表明,涂层组织致密,界面结合良好;涂层表面有少量孔隙存在,孔隙率小于1％;显微硬度在HV1 200以上;涂层密度在12.9 g/...     

超音速火焰喷涂涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方式,在45钢基体上制备了Ni60和Fe60两种涂层,采用扫描电镜、能谱对涂层进行了分析。结果表明,涂层与基体之间结合紧密,涂层组织较致密。EDS分析结果显示,涂层和基体界面处合金元素没有出现断代现象,说明涂层结合良好,但元素分布也没有明显的过渡现象,说明涂层中的元素还未向基体扩散,涂层与基体的结合主要以机械咬合为主。通过摩擦磨损对涂层的磨损机理进行了分析,通过SEM观察发现两种涂层都发生了粘着磨损,对比两种涂层的摩擦因数发现,Ni基涂层的摩擦因数比Fe基涂摩擦因数小,说明Ni基涂层的耐磨性比Fe基涂层好。     

喷涂距离对超音速火焰喷涂 CoCrAlYTa 涂层组织性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术制备CoCrAlYTa涂层,研究了喷涂距离对涂层相组成、孔隙率以及硬度、弯曲强度、高温抗氧化性能的影响。结果表明:喷涂距离在200～300 mm范围内时,随着喷涂距离的减小,涂层的致密度增加,孔隙率下降,显微硬度和弯曲结合强度增加,但相组成基本不变,主要由CoAl,AlCo2Ta和CoTa3相组成;涂层致密度越高,在高温氧化过程中,表面越易尽早形成连续氧化膜并促进涂层中Al元素的选择氧化,因此随着喷涂距离的减小,涂层的高温抗氧化性能逐渐增强。     

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。     

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。     

超音速火焰喷涂耐磨性TiC-Ni金属陶瓷涂层

石油大学(华东)机电工程学院材料科学与工程系利用超音速火焰喷涂合成技术制备了3种不同Ni含量的TiC—Ni金属陶瓷涂层，并对涂层进行了组织和性能研究。结果表明，Ni在喷涂过程中起到了吸收反应热，减缓喷涂合成过程中粉末组分的氧化，并且在涂层中起到作粘结相金属的作用。原料中的Ni含量对涂层的组织和性能影响很大。Ni含量较低时涂层巾含有大量氧化物，涂层组织疏松。涂层的耐滑动磨损性能较差；随着Ni含量的升高，涂层的氧化物含量降低，耐滑动磨损性能增强；     

超音速火焰喷涂纳米结构涂层研究进展

超音速火焰(High Velocity Oxy -Fuel,简称HVOF)喷涂具有高速和相对较低的温度两个重要特征,能够获得比普通火焰喷涂或等离子喷涂(Plasma Spray,简称PS)结合强度更高的致密涂层.纳米材料具有独特的表面效应、体积效应及量子尺寸效应,其电学、力学、磁学、光学和热学等性能产生了惊人的变化.随着材料科学技术的深入发展, 在实际生产和生活中运用性能优良的纳米材料倍受人们关注,其中,采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料的最具前途的方法之一.从目前国内外的情况来看,HVOF喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展.综合国内外文献,总结了HVOF喷涂制备纳米结构涂层的研究现状,着重阐述了热喷涂纳米涂层的基本过程和结合机理,指出了利用HVOF喷涂纳米结构涂层存在的问题,并对热喷涂纳米结构涂层的发展前景作了展望.     

超音速火焰喷涂Fe-Cr-Ni基涂层的组织与性能研究

采用多元Fe-Cr-Ni基合金(含Si、Co、B、Cu等)为喷涂粉末在不锈钢基体表面,用超音速火焰(HVOF)喷涂法制备厚度达200 μm的涂层.采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对涂层的组织及相组成进行了研究,用显微硬度计和磁致伸缩汽蚀仪对涂层的性能进行了测试.结果表明,该涂层致密,颗粒分布均匀,其显微硬度是基体的5倍,达到1050 HV0.1,靠近涂层的基体表面发生了加工硬化.涂层的抗汽蚀性明显优于ZG06Cr13Ni5Mo不锈钢,前者的质量损失约为后者的1/3.     

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。     

热处理对超音速火焰喷涂FeAl-Al涂层组织结构的影响

目的通过超音速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel,HVOF)的粉末喂料设计,获取结构致密的铁铝金属间化合物涂层,并详细考察热处理对所制备涂层组织结构的影响。方法在铁铝合金粉末喂料中添加质量分数为5%的铝粉,改善喷涂效果,在316L不锈钢表面制备致密的FeAl-Al涂层,并进行真空热处理。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及维氏显微硬度计,详细分析了涂层在不同热处理温度下的微观组织、成分、结构与显微硬度的变化。结果喷涂态FeAl-Al涂层厚度约为150μm,物相为Fe2Al5,未检测到单质Al。随着热处理温度升高,Fe2Al5相的衍射峰逐渐增强。500℃热处理后,喷涂态涂层中扁平粒子间存在的细微孔隙大量消失,涂层致密性明显提高。但是800℃热处理后,涂层中产生了与界面平行的裂纹。喷涂态FeAl-Al涂层的硬度为465.06HV0.1,500℃热处理2 h后增加至472.06HV0.1,继续提高热处理温度,涂层的显微硬度则明显下降。结论在粉末喂料中引入质量分数为5%的Al粉,可明显改善超音速火焰喷涂效果,获得结构致密、与基体结合牢固的FeAl-Al涂层。合适的热处理能进一步消除喷涂缺陷,使涂层显微硬度增加,微观结构更加致密。     

超音速火焰喷涂CoCrW涂层的性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备了CoCrW涂层,测试了涂层的结合强度、硬度、孔隙率和高温抗氧化性能.试验结果表明,涂层的结合强度在57 MPa以上,硬度为545 HV0.1,孔隙率在2%以下.涂层的抗氧化性能较好,涂层在850℃以下或经过较短时间热处理时,涂层氧化增重较少,而温度在850℃以上或经过较长时间热处理时,涂层氧化增重明显.在相同试验条件下与气体爆燃涂层、等离子涂层相比,用HVOF喷涂的涂层其耐磨性能最好.     

超音速火焰喷涂FeCrSiB涂层的腐蚀行为

采用超音速火焰(high velocity oxygen fuel,HVOF)喷涂技术在Q235钢基体上制备了FeCrSiB合金涂层.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学工作站等设备对涂层的显微组织结构和耐腐蚀性进行了研究.结果表明,采用HVOF喷涂技术制备的FeCrSiB涂层结构致密,孔隙率为0.65%,与基体结合良好.FeCrSiB涂层在3.5%NaCl溶液、1 mol/L HCl溶液和1 mol/L NaOH溶液中都经历了活性溶解-钝化-过钝化的过程,且该涂层在3.5%NaCl溶液和1 mol/L HCl溶液中的耐腐蚀性能要优于镀铬层,在1 mol/L NaOH溶液中的耐腐蚀性能低于镀铬层.     

超音速火焰喷涂TiCrAl-ZrO_2热障涂层组织及性能的研究

在20钢基体上利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备TiCrAl-ZrO2热障涂层,并通过扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、图像分析仪以及万能拉伸机对涂层的组织与性能进行了分析和研究。结果表明:HVOF制备的TiCrAl-ZrO2热障涂层结构致密,硬度高,空隙率低,涂层与基体之间结合良好。     

超音速火焰喷涂制备Fe基非晶涂层的组织结构及耐蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在锅炉管束受热面制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面、截面微观形貌,并进行电化学腐蚀测试。结果表明:采用超音速火焰喷涂技术在锅炉管束受热面制备了Fe基非晶涂层,涂层孔隙率为2%,涂层显微硬度为832.4 HV;在1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的自腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

超音速火焰喷涂WC金属陶瓷涂层性能研究进展

WC金属陶瓷涂层因具有优良的耐磨损和耐腐蚀性等性能而在煤化工、石油化工、航空航天等领域得到了应用。针对超音速火焰喷涂技术在常用钢铁材料基体上制备的WC金属陶瓷涂层,介绍了WC金属陶瓷涂层中粉末粒径、元素含量、涂层的厚度与喷涂角度对涂层组织和性能的影响。从涂层耐腐蚀性、耐磨损性、显微硬度、结合强度以及孔隙率等方面,对涂层性能的相关研究进展进行了总结和分析。最后,提出了WC金属陶瓷相关研究中存在的问题及未来提升WC金属陶瓷性能的研究方向。     

低温超音速火焰喷涂Ti-Ni涂层热处理合金化

以Ni包覆Ti粉末为原始粉末,采用低温超音速火焰喷涂(low temperature High Velocity Oxygen Fuel,LT-HVOF)工艺沉积了Ti-Ni涂层.采用SEM、XRD等分析了Ti-Ni涂层显微结构和相组成,探讨了热处理工艺对涂层的相组成和显微结构影响.结果表明,在950℃×5 h下单质Ti与Ni完全合金化为NiTi(B2),Ni3Ti及Ti2Ni.在950℃×5 h+850℃×1h+水冷,涂层中NiTi(B2)结晶度更高,涂层均匀致密.     

超音速火焰喷涂碳化物涂层预处理工艺研究

0引言 超音速火焰喷涂技术（HVOF）是利用经特殊设计的超音速喷嘴等特殊结构的喷枪,使用高压和高能燃料,使喷涂的粉末粒子高速喷射到工件表面,形成高结合强度涂层的一种技术。20世纪90年代以来,美国等西方发达国家,用超音速火焰喷涂技术制备WC—Co材料耐磨涂层,标志着世界热喷涂工艺上一项重要的技术诞生。由于HVOF喷涂火焰温度并不高,且对粉末的加热时间很短,可以防止粉末的过分氧化、烧损、蒸发和分解,制备的涂层具有很好的耐磨和抗氧化性能,所以备受航空航天界的青睐,并很快得到了应用,如飞机发动机的涡轮叶片、发动机密封件、飞机起落架等易磨耗件等等。     

超音速火焰喷涂钴基陶瓷涂层的组织与性能研究

本文在氧气流量和喷涂距离一定的条件下,研究了燃气流量对超音速火焰喷涂WC-Co涂层显微组织、相结构及性能的影响。结果表明:燃气流量低的涂层结合强度、显微硬度最低,孔隙率最大;燃气流量适中的涂层结合强度最高,显微硬度低于另外两种涂层,燃气流量最高的涂层,燃气流量高的涂层的显微硬度最大。