电弧喷涂Al,Zn涂层和Al-Zn伪合金涂层的磨损性能

采用电弧喷涂制备了Al涂层、Zn涂层和Al-Zn伪合金涂层,在Falex试验机上测试了3种涂层的磨损性能。利用扫措电镜（SEM）、X－射线衍射分析（XRD）、能谱分析（EDX）等手段,地试样磨痕形貌及悄进行了分析。结果表明：Al涂层的磨损主要为粘着磨损和磨粒磨损,Zn涂层的磨损主要为氧化磨损,Al-Zn伪合金涂层的磨损兼有Al,Zn2种涂层磨损特征,但更接近于Zn涂层的磨损机理。3种电弧喷涂层中,Zn涂层的耐磨性能优于其他2种涂层,Al-Zn伪合金涂层的耐磨性能介于两者之间,但更接近于Zn涂层。在140℃以下,温度对3种涂层的磨损性能影响不显著。     

电弧喷涂工艺参数对Zn-Al伪合金制模涂层性能的影响

为了提高电弧喷涂模具的复制精度和使用寿命,研究了喷涂工艺参数变化对电弧喷涂制模中Zn-Al伪合金金属壳的硬度和致密性的影响.试验采用Zn丝作阴极,Al丝作阳极进行电弧喷涂.在固定喷枪移动速度和喷涂角度为90°的条件下,分析得出,送丝速度和喷涂距离对伪合金涂层硬度、孔隙率影响较小,而电弧电压和压缩空气压力对伪合金涂层硬度、孔隙率影响较大,并通过正交分析法得出了电弧喷涂制备Zn-Al伪合金涂层的最佳工艺参数:电弧电压30 V,送丝速度5m/min,喷涂距离200mm,压缩空气压力0.5 MPa.最后分析了不同工艺参数下涂层的金相组织.     

冷喷涂及电弧喷涂铁涂层工艺及其性能对比

针对在铝质锅具表面喷涂导磁涂层的2种工艺(冷喷涂和电弧喷涂)的制备条件及涂层性能进行了较为详细的研究及分析,为铝质锅具表面涂覆高性能导磁涂层的工艺应用提供依据。借助扫描电子显微镜、拉伸试验机、盐雾试验箱、热震试验箱研究了2种工艺所制备涂层的截面形貌与成分、结合强度、耐蚀性能、耐冷热冲击性能及电磁性能变化率。结果表明,所制备涂层都具有良好的电磁加热性能。采用冷喷涂制备的导磁涂层在结合强度、耐蚀性能和耐冷热冲击性能方面都明显优于传统的电弧喷涂所制备的导磁涂层,采用冷喷涂制备的导磁涂层的电磁性能变化率明显小于传统的电弧喷涂制备的导磁涂层。但是采用电弧喷涂的铁涂层在使用过程中的噪音低于采用冷喷涂的铁涂层。     

电弧喷涂锌铝伪合金涂层的耐中性盐雾腐蚀性能

Al含量超过15％的锌铝合金涂层脆性大,限制了其在钢铁防护中的应用。采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备出了纯锌涂层和含铝20％（质量分数）的锌铝伪合金涂层,通过中性盐雾试验及电化学极化测试研究了2种涂层在中性盐雾环境中的耐蚀性,并结合扫描电镜（SEbl）和x射线衍射仪（XRD）对涂层表面形貌及腐蚀产物的相结构进行了观测分析。结果表明：2种涂层均匀致密,孔隙率小,与基体结合良好;随盐雾试验时间增长,锌铝伪合金涂层表面形成了致密的腐蚀产物层,其屏蔽作用有效阻碍了腐蚀介质的渗入,使Q235钢的腐蚀速率快速降低。锌铝伪合金涂层的自腐蚀电流密度小于纯锌涂层,表现出更为优越的防腐蚀性能。     

超音速电弧喷涂Monel合金涂层的电化学腐蚀特性

利用超音速电弧喷涂技术制备了Monel合金涂层,采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等分析了涂层的显微结构、成分和相组成,并对涂层的结合强度和耐腐蚀性能进行了测试.研究表明,工艺参数对涂层的显微结构影响较小,局部结合界面区域出现孔隙;涂层主要由镍铜无限固溶相组成;涂层的结合强度和耐蚀性能随着电弧电压的升高而提高,平均结合强度最高达到23.25 MPa.涂层在5%HCl酸性溶液中,H+的浓度与腐蚀速率成正比,电位基本稳定在-400 m V并逐渐下降;在5%Na OH溶液中能很好地保护基体,涂层中的镍优先腐蚀而发生脱镍现象,4 h后腐蚀电位已趋于平衡,约为-300 m V.     

激光重熔改性对电弧喷涂Al涂层性能的影响

为改进电弧喷涂Al层和钢基体之间的结合强度,利用Comsol软件分析不同激光功率对材料温度场的影响,然后通过激光重熔工艺对模拟结果进行实验验证。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析试样界面形貌、涂层化学元素与微观结构组成,探讨了涂层与基体的结合性能,并通过电化学腐蚀实验分析涂层耐腐蚀性能。结果表明,在600W和1000W激光功率下,基体与涂层均未实现理想结合;在800W功率下,Al涂层与基体在激光重熔后由机械结合变为冶金结合,形成了基体-结合层-涂层的复合结构,使基体与涂层的结合性能得到显著提高,强化了Al涂层的耐腐蚀性能。     

铝合金电弧喷涂纯铝涂层的耐蚀性能

海洋环境下存在大量的氯离子,铝合金容易发生点蚀.利用电弧喷涂技术在铝合金表面喷涂纯铝,采用浸泡、盐雾和电化学试验等方法测试了涂层在5%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,常温浸泡144～480 h或连续喷雾500～720 h后,涂层表面的孔隙因被腐蚀产物堵塞,对氯离子可起到暂时的隔离作用,从而促进了氧化膜的形成,使腐蚀电位提高、腐蚀电流减小、腐蚀速率减缓,涂层对铝合金基体起到良好的保护作用;将涂层用环氧树脂封孔后,防腐蚀效果显著提高.     

电弧喷涂Zn—Al—Mg—RE粉芯丝材及其涂层的制备

在前期研发出Zn-Al-Mg-RE粉芯丝材制备新型防腐涂层技术的基础上,提出了采用Zn-Al合金带材包覆复合粉末的新工艺制造Zn-Al-Mg-RE粉芯丝材,设计制造了Al质量分数分别为2%,5%,8%的系列Zn-Al合金带材,测试了带材的硬度、拉伸强度和伸长率等力学性能指标,并和国外新近研制的Zn-Al合金带材(A220)展开对比;研究粉芯丝材的制造工艺.结果显示,选用的带材中Zn-2Al带和A220带材能够满足粉芯丝材的生产要求.利用研制的粉芯丝材进行电弧喷涂实验,发现这两种丝材的喷涂稳定性都较好,制备的涂层较致密,层状组织特征明显,时间电位曲线显示两种涂层均表现出较强的耐蚀性能,在实验后期,两者的电极电位趋于一致.     

高速电弧喷涂FePSiBNb纳米结构的涂层结构及电化学行为

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢基体表面制备FePSiBNb纳米结构涂层。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、场发射电子扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)、能谱仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)和透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)对涂层的微观组织结构进行了表征,并系统地研究了涂层在3.5%(质量分数)氯化钠溶液中不同浸泡时间下的电化学腐蚀行为。结果表明:FePSiBNb纳米结构涂层主要由α-Fe相纳米晶组成,平均尺寸为26nm。涂层呈层状结构且结合紧凑,孔隙率为1.6%。随着浸泡时间的延长,涂层的自腐蚀电位由浸泡1h时的-826mV上升到浸泡72h时的-728mV,然后逐渐下降到浸泡168h时的-936mV;而自腐蚀电流密度呈相反趋势:先由浸泡1h时的7.235μA/cm~2下降到浸泡72h时的4.363μA/cm~2,随后逐渐升高到浸泡168h时的23.05μA/cm~2。与Q235钢基体相比,FePSiBNb纳米结构涂层具有更好的耐腐蚀性能。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层的组织和性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术（HVAS）原位合成了Fe-Al/WC金属间化合物基复合涂层，并研究了涂层的显微组织和性能。结果表明，铁铝涂层的成分为Fe-13.87Al-17.27C-3.35W-2.59Ni-1.27Cr-18.140(原子分数，%），主要相是Fe3Al,FeAl和α-Fe相，还有少量WC，W2C和Al2O3。TEM观察的涂层的扁平颗粒内是微晶组织，在一些区域还发现有非晶组织，说明在高速电弧喷涂过程中达到了很高的冷却速度。涂层具有相对较高的结合强度和显微硬度，以及较低的密度和孔隙率。     

电沉积Zn-Ni合金纳米多层膜的耐蚀性能

为了研究Zn-Ni合金纳米多层膜的耐蚀性能,制备了纯锌、锌镍合金及镍含量不同的锌镍合金纳米多层膜3种镀层.采用中性盐雾试验、浸泡试验和电化学试验法对锌镍合金多层膜的耐蚀性进行了研究.采用EDAX、锌镍合金相图、扫描电镜,对多层膜的成分、相结构和镀层的表面形貌进行了研究.结果表明:合金多层膜是由含镍量为14%左右的低镍层和含镍量为77%左右的高镍层叠加而成,其低镍层的相结构主要为γ相,高镍层的相结构为γ+α2种相组织的混合相;多层膜表面较为致密,无明显的缺陷组织,其调制波长为366 nm左右,其耐蚀性能优于纯锌镀层和锌镍合金镀层.     

热浸镀层的海水全浸腐蚀行为研究

在舟山站进行了锌铝合金镀层的海水全浸腐蚀试验,失重腐蚀测试结果表明,其腐蚀深度随全浸时间按抛物线规律变化。XRD和EPMA分析结果表明,镀层表面的钙质沉积层与镀层金属的腐蚀产物及其凝聚的粘土胶体一起构成的复杂的腐蚀产物层,抑制了镀层腐蚀的传质过程和受扩散控制的氧去极化作用,从而使锌铝合金镀层表现出优异的耐海水腐蚀性能。     

稀土、钛及热处理工艺对Zn-27Al合金耐蚀性的影响

本文研究了添加稀土元素 La、混合稀土(R·E)及钛元素对 Zn-27Al 合金耐蚀性能的影响,用扫描电镜观察了添加这些元素后合金中出现的化合物相,初步分析了这些化合物的形成过程及其对合金性能的影响。同时本文还探讨了热处理工艺改善 Zn-27Al 合金耐蚀性的可行性,讨论了添加元素—合金组织—相变—耐蚀性之间的关系。     

Ni-Co-P合金镀层显微硬度及其耐海水腐蚀性

采用电沉积技术制备了Ni-Co-P合金镀层,并对镀层的表面形貌、晶相结构、显微硬度及耐腐蚀性进行了表征和分析.研究结果表明:Ni-Co-P合金镀层表面均匀平整,晶粒尺寸细小,显微硬度均优于Ni-P合金镀层;当镀液中CoSO4·7H2 O含量为50 g/L时,Ni-Co-P合金镀层的显微硬度达到766.3 HV0.2.在人工海水环境中,Ni-Co-P合金镀层的开路电位稳定值更正,腐蚀电流密度与腐蚀速度最小分别为0.68μA·cm-2和8.25μm·year-1;且Ni-Co-P合金镀层的容抗弧半径均大于Ni-P合金镀层,电荷转移电阻(Rct)高达9.902×104Ω·cm-2,约为Ni-P合金镀层的6倍,表现出优异的耐海水腐蚀性能.     

电镀钨合金镀层组织及其耐腐蚀性能研究

主要分析了电镀钨合金镀层质量及其耐H2S-CO2腐蚀性能。通过SEM、EDX和XRD分析发现镀层与基体结合强度较高,但镀层淬火处理时出现龟裂现象,裂纹均匀排布于镀层表面。腐蚀评价表明腐蚀作用只发生在镀层淬火所形成的裂缝部位,造成裂缝内部充满大量腐蚀产物,非裂纹表面未见腐蚀。指出镀钨合金若用于酸性环境,尚需优化配方、降低硬度、增加韧性,此外还应检测基材屈服强度85%拉应力下的镀层应力腐蚀开裂行为。     

The Role of Macrostructural and Microstructural Morphologies on the Corrosion Resistance of Zn and a Zn-4% Al Alloy

Different structural morphologies may develop due to a wide range of the operational conditions that may exist during casting. It is well known that corrosion resistance and mechanical properties depend on solidification structures. The aim of this study is to investigate both the influence of columnar and equiaxed structures of zinc as-cast samples and of dendritic microstructural array of a Zn-Al alloy on the corrosion resistance. In order to obtain columnar and equiaxed structures, both a vertical upward solidification apparatus and a permanent steel mold casting assembly were used. The corrosion resistance was analyzed using electrochemical impedance spectroscopy and Tafel extrapolation. Corrosion tests were conducted in a 3% (vol.) NaCl solution at room temperature. It was found that coarser macrostructures tend to provide higher corrosion resistance for both columnar and equiaxed morphologies. On the other hand, finer secondary dendrite arm spacing is conducive to a better corrosion behavior of a Zn-4% Al alloy.     

镁合金微弧氧化膜的微观结构及耐蚀性研究

通过自主研究的微弧氧化工艺在AZ9lD镁合金表面获得了表面质量良好的彩色陶瓷质氧化膜。利用EPMA-EDS、XRD等表面分析手段，研究了微弧氧化膜层的截面形貌和相结构，并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验考察了氧化膜的耐腐蚀性能。结果显示，氧化膜分成内外两层，外层为尖晶石型的Mg、Al的硅氧化合物陶瓷膜，具有坚硬的特点；内层为含少量硅的Mg、Al复合氧化物，与基体结合牢固，结构致密，形成了硬度和韧性的良好组合。氧化膜具有极佳的耐蚀性，性能优于铬酸盐阳极氧化膜。     

钢丝单镀Galfan合金耐蚀性能研究

为了研究Galfan合金的耐腐蚀机理,通过盐雾试验研究了Galfan合金和纯Zn镀层的耐腐蚀性能,运用扫描电镜和能谱仪对镀层的组织成分进行分析,并相互比较,探讨了Galfan合金具有良好耐蚀性的原因.试验结果表明:Galfan合金钢丝镀层的腐蚀速率约为镀锌钢丝的2/5～5/7;Galfan合金的腐蚀性能主要受共晶结构和添加元素(Al、RE)的影响.     

新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金表面复合涂层的耐腐蚀性能

为了控制镁材及镁合金在人体中的生物降解速率,采用微弧氧化法、电化学沉积法及微弧氧化+电化学沉积法在新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金表面制备了3种涂层。利用JSM-5610V扫描电子显微镜、TESCANTS5130 SB能谱分析仪、Bruker D8 ADVANCE X射线衍射仪、VS-2005涂层附着力自动划痕仪、RST200F电化学工作站对3种涂层的形貌、成分、结构、厚度、结合力以及电化学性能进行了检测。结果表明:3种涂层均能提高新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金的电化学性能,改善其耐蚀性;微弧氧化+电化学沉积层较单一微弧氧化层及电化学沉积层在致密性、结晶度、厚度、结合力、耐腐蚀性能方面都具有更强的指标。     

Zn-Ni-La合金电沉积工艺研究

研究了在氯化物体系中电镀Zn-Ni-La合金,在Zn-Ni合金镀层中引入La,以达到节约金属镍的目的.发现镀液中加入稀土,能使Zn-Ni-La合金的阴极极化增大近0.2 V,使镀层变得更为致密光亮,并提高镀层的综合性能.同时研究了配位剂浓度对Zn-Ni-La合金镀层中稀土含量的影响,发现配位剂的添加使镀层中稀土的含量先增大后降低,分别在20 g/L和30 g/L时出现最大值.最后,研究了Zn-Ni-La合金的耐蚀性.结果表明:镀层中通过引入稀土元素作为合金元素之一,明显降低了镀层中镍的含量,使镀层中镍含量仅为2%左右的情况下即与Zn-Ni(13%)合金耐蚀性相当.