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.     

电弧喷涂工艺参数对Zn-Al合金涂层性能的影响

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢表面制备Zn-Al合金涂层,利用正交试验研究了喷涂工艺参数对涂层结合强度、孔隙率和显微硬度的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层结合强度的最显著因素为喷涂气压,影响涂层孔隙率的最显著因素为喷涂电压,影响涂层显微硬度的最显著因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电压30 V、喷涂电流180 A、喷涂距离150 mm、喷涂气压0.7 MPa时,Zn-Al合金涂层组织呈现出典型的网络框架结构,其结合强度为32.5 MPa,孔隙率为2.1%,显微硬度为49.45HV0.05,具有较好综合性能。     

电弧喷涂工艺参数对铝镁合金涂层结合强度的影响

采用ZK400型超音速电弧喷涂设备,在Q235基体卜制备铝镁合金涂层.用正交试验方案对喷涂电压、喷涂电流、喷涂距离和压缩空气压力等工艺参数对涂层结合强度的影响进行研究.结果表明,空气压力对涂层结合强度影响最大,其次为喷涂距离,喷涂电压及电流影响较小.本试验条件下,最佳工艺参数为喷涂电压32V、喷涂电流180A、喷涂距离160mm、卒气压力0.75MPa.     

用均匀设计法试验研究超音速电弧喷涂Ti-Al合金涂层结合强度与其工艺参数之间的关系

采用SAS－Ⅱ型超音速电弧喷涂设备，在LY12合金基体上制备Ti-Al合金涂层，用均匀设计法对超音速电弧喷涂电压、电流和喷涂距离等工艺参数对涂层结合强度的影响规律进行了试验研究与优化。结果表明，喷涂电压、喷涂电流和喷涂距离对涂层的结合强度均有影响，并且电压和电流之间存在交互作用。其中喷涂距离对结合强度的影响最大，呈二次非线性递减规律；其次是喷涂电压，其对涂层结合强度的影响为线性递增规律；而喷涂电流对涂层结合强度的影响因受喷涂电压的制约呈二次抛物线规律变化。在本试验条件下，获得的最佳喷涂工艺参数为：喷涂电压为38V，喷涂电流100A，喷涂距离为5cm。     

不同电弧喷涂工艺对3Cr13钢涂层结合强度的影响

研究了喷涂电压、喷涂电流、表面预处理、预热、后热处理对电弧喷涂3Cr13钢涂层结合强度的影响.结果表明：电弧喷涂φ2 mm的3Cr13钢丝材的适宜电压、电流为28～35 V、170～180 A;喷砂处理是提高涂层与基体结合强度的最佳表面预处理工艺;采用合适的表面预处理、喷涂打底层、严格控制基体的热量输入是提高涂层结合强度的有效途径.     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结合强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂在 ４５~＃钢以无底层和铝青铜打底时喷涂 ３Ｃｒ１３不锈钢涂层的结合强度测量结果表明,在无底层的条件下,涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高,而利用铝青铜打底时,涂层与基体结合强度较低,井分析了结合强度提高的原因。     

等离子与电弧喷涂Ni-Cr-Al涂层结合强度和磨粒磨损性能

采用等离子和电弧两种方法制备厚度不同的Ni-Cr-Al涂层,对比涂层在不同喷涂工艺下的组织结构、结合强度、涂层挠度和耐磨性能,并研究涂层结合强度和挠度随涂层厚度变化的规律.结果表明:涂层组织均呈现出典型的层状结构特征,界面结合良好.结合强度和挠度均随着厚度的增加而降低,当厚度＞0.5 mm时,等离子涂层的结合强度和挠度随厚度下降的幅度要大于电弧喷涂涂层,其中等离子涂层最大厚度为1.3 mm时结合强度为21.57 MPa,挠度为10.9×10-3in(l in=25.4 mm),而电弧喷涂涂层厚度为2.2 mm时的结合强度为22.79 MPa,挠度10.3×10-3in,涂层的绝对磨损量随着磨损时间的增加而升高,但相对磨损量则降低,涂层的磨损量随着磨损试验载荷的增大而增大.     

热喷涂工艺对Ni—Cr—Al涂层硬度性能的影响

电弧喷涂是一种热喷涂技术,该技术具有优质、高效、低成本等特点.本文运用正交试验对电弧喷涂过程中喷涂电压、喷涂电流、喷涂压力、喷涂距离对Ni-Cr-Al涂层硬度性能的影响进行了研究,分别找到了影响电弧喷涂涂层硬度的主要因素,筛选出了最佳工艺条件,为今后电弧喷涂系统工艺参数的确定提供了参考.     

电弧超声提高电弧喷涂铬涂层的结合强度

提出了用电弧超声方法提高电弧喷涂铬涂层结合强度的新方法.作为电弧喷涂的热源,在对其施加高频调制之后,喷涂电弧可以作为超声发射源.电弧超声改善了喷涂材料的雾化效果,提高了涂层的结合强度,而且结合强度随着超声频率和激励电压的提高而提高.     

高速电弧喷涂涂层的结合强度与结合方式研究

通过高速电弧喷涂Fe-Al／Cr3C2涂层及其他三种涂层的抗拉和抗热震性能的研究，揭示该涂层的结合机理及提高涂层结合强度的途径。研究发现，添加Cr元素可明显提高涂层的结合强度；涂层的结合方式主要为机械和物理结合；通过提高喷涂温度和速度等可以提高涂层的结合强度。     

电弧喷涂工艺参数对3Cr13涂层性能的影响

采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备3Cr13涂层,利用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层硬度、孔隙率和磨损质量损失的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层硬度和磨损质量损失最主要的参数为喷涂电流,影响涂层孔隙率的最主要因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电流120 A,喷涂电压32 V,喷涂距离230 mm、喷涂气压0.5 MPa,涂层硬度达608 HV0.1,孔隙率13.65%,磨损质量损失为3.10 mg,综合性能较好。     

高速电弧喷涂FeCrAl/Ni95Al复合涂层的性能

利用电弧喷涂技术在45钢基体表面制备了FeCrAl/Ni95 Al复合涂层,先喷涂Ni95Al打底层增强涂层的结合强度,FeCrAl涂层作为工作层.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪、拉伸试验机、显微硬度计和CETR微动摩擦磨损试验机研究了涂层的显微组织、力学性能及摩擦磨损性能.结果表明,复合涂层组织均匀致密,主要由Fe3Al金属间化合物、(Fe,Cr)固溶在涂层基体中.涂层结合强度为43 MPa,硬度值为530 HVO.1,涂层磨损失效形式为剥落和氧化磨损.     

提高高速电弧喷涂再制造曲轴涂层结合强度的途径

分析了再制造发动机曲轴表面涂层结合强度低的原因,介绍了机器人自动化高速电弧喷涂技术、各种涂层重熔技术、高速电弧喷枪改进技术及复合梯度涂层材料设计在提高高速电弧喷涂再制造曲轴涂层结合强度中的应用。     

等离子喷涂镍基合金涂层的工艺优化

采用等离子喷涂工艺在GCr15钢基体上制备Ni60B合金涂层.通过正交试验法分析了喷涂工艺参数对涂层的结合强度的影响.其影响顺序自强至弱依次为功率、送粉速率、主气流量、喷涂距离.在功率为30 kW、送粉速率为30 9·min-1、主气流量为75 L·min-1、喷涂距离为105 mm时,涂层结合强度最高,达到59.311MPa.相结构分析结果表明,涂层材料未发生明显改变,保持了原始粉末性能.SEM观察结果表明,优化后的涂层组织更加紧密,质量明显提高.     

电弧喷涂涂层的红外热成像检测

通过分析主动式红外热成像方法的检测原理,结合国外检测案例,确定了红外热成像方法对涂层质量检测的适用性.针对电弧喷涂涂层与基体分层缺陷,开展了涂层质量的红外热成像检测试验.结果表明,主动式红外热成像方法能够实现对涂层内部分层缺陷的准确、快速和非接触检测,利用热扩散曲线能够对分层程度进行有效区分.     

铝合金表面电弧喷涂铝涂层工艺与性能

采用电弧喷涂工艺在6061铝合金基体表面喷涂高纯铝涂层,利用金相显微镜对涂层的组织进行观察,分析了基体与涂层的结合方式,测量了涂层的孔隙率.并采用质量分数为5%的NaCl溶液浸泡试验、盐雾试验和电化学试验,检验了涂层的耐腐蚀性.结果表明,利用电弧喷涂技术可以在6061铝合金基体表面形成均匀、致密、孔隙率低、结合良好的高纯铝涂层;高纯铝涂层耐腐蚀性较好,对铝合金基体起到了保护作用,涂层经过封孔工艺处理后保护作用更好.     

镁合金表面电弧喷涂铝涂层在氯离子中的腐蚀行为

采用电弧喷涂技术在镁合金AZ91基材表面制备铝涂层.通过5(质量分数,%)NaCl溶液浸泡试验和盐雾试验,考察了镁合金表面铝涂层在氯离子中的耐蚀性能及其腐蚀行为.利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析技术对涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究.结果表明,封孔处理后的试样耐蚀性能有较大提高,未封孔的涂层试样腐蚀比原始镁合金更严重.     

自动化电弧喷涂路径对涂层残余应力的影响

喷涂路径是影响电弧喷涂层残余应力的重要因素之一.利用自行开发的自动化电弧喷涂系统设计了四种典型的喷涂路径,采用X射线残余应力测试仪测量了不同路径下制备的82B高碳钢涂层的表面残余应力分布,并利用金相显微镜和X射线衍射仪分析了涂层的组织形貌与相组成.试验显示,环形喷涂路径制备的涂层的残余应力分布最均匀,最大应力值最低;平行对称路径的情况最差.组织分析表明涂层主要由氧化物和块状马氏体组织组成.最后探讨了高碳钢涂层骤冷应力、热应力和相变应力三种因素的影响机理.     

渗铝及扩散处理对电弧喷涂层结合强度的影响

利用电弧喷涂技术、渗铝和扩散处理工艺,在铸铁表面制作了具有微冶金结合的18-8不锈钢耐热耐蚀涂层.采用光学显微镜,SEM及X射线衍射等方法,对经过不同渗铝和扩散处理工艺得到的涂层的组织形貌,相结构及成分进行了分析研究.并采用热疲劳试验对渗铝和扩散处理后涂层的结合强度进行评价.结果表明,通过渗铝和扩散处理,涂层与基体之间产生了微冶金结合,涂层的结合强度得到了显著提高.并且渗铝时间过长不利于提高涂层结合强度,应合理控制渗铝时间.