致密化工艺对氧化钛粉末及等离子喷涂涂层性能影响研究

采用喷雾干燥法制备了一种球形氧化钛团聚粉末, 并通过高温烧结及感应等离子球化工艺对团聚粉末进行 致密化处理。 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了不同致 密化处理工艺对粉末颗粒强度、 松装密度及流动性的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了氧化钛涂层, 并对涂层的微观组织进行研究。 研究结果表明, 高温烧结工艺及等离子球化工艺均可有效提升氧化钛团聚粉末 的致密度, 经过高温烧结工艺后氧化钛粉末内部的细小颗粒呈现烧结熔融的趋势, 而采用等离子球化处理后的 团聚粉末直接形成了致密球体结构。 相比于高温烧结工艺, 等离子球化工艺对氧化钛粉末的致密化效应更为明 显, 粉末的颗粒强度可达 187.86 MPa, 松装密度可由 0.79 g/cm3 提升至 1.69 g/cm3, 流动性由 163.22 s/50g 加快 至 100.27 s/50g。 该粉末经过大气等离子喷涂沉积形成的氧化钛涂层孔隙率为 2.8 %, 与未经致密化工艺处理的氧 化钛团聚粉末相比, 制备的涂层致密化水平有了较大程度的提升, 涂层的平均显微硬度值由 434.18 HV0.3 提升至 744.37 HV0.3, 涂层的结合强度均值由 11.07 MPa 提升至 29.93 MPa。     

硼化锆基复合陶瓷粉末制备及喷涂涂层抗烧蚀性能

超高温ZrB2/MoSi2 陶瓷涂层可有效提高C/C 陶瓷基复合材料抗高温烧蚀性能。采用喷雾干燥团聚造粒法 制备复合团聚粉末,然后采用等离子致密化工艺对团聚复合粉末进行致密化处理,研究了等离子致密化工艺参数 对处理后粉末性能的影响,经等离子致密化处理后,粉末松装密度及流动性均得到了明显提高,当送粉速率为 50 g/min 时,ZrB2/MoSi2 粉末松装密度及流动性分别为3.26 g/cm3 和21.5 s/50g,与团聚态粉末相比,松装密度及 流动性分别提高了108.97 % 和59.01 %,致密化处理后粉末的氧含量降低至0.05 wt.%,在等离子致密化处理过 程中ZrB2/MoSi2 复合粉末几乎未被氧化。对等离子喷涂涂层进行了烧蚀试验,烧蚀后涂层结构完整未发生剥落, 表明制备的ZrB2/MoSi2 涂层具有良好的抗高温烧蚀性能。     

烧结温度对刀具用WNiCoFe合金粉末力学和摩擦性能的影响

为了提高刀具用WNiCoFe合金的耐磨性能,采用电解法制备WNiCoFe合金粉末,并研究了烧结温度对其物理力学及摩擦性能的影响。研究结果表明:电解法制备WNiCoFe合金粉末内除了存在单质Fe以外,还形成了Co3Fe7、Fe19Ni对应的衍射峰。WNiCoFe合金粉末形成具有球形特征的团聚晶粒,平均粒径为16.1μm。随着烧结温度的提高,合金粉末组织致密性与硬度先增大后减小,在800℃获得最大硬度,为108.6HRB;试样致密度在850℃达到最大值,为95.4%。随着烧结温度提高,合金粉末抗弯强度先增大后减小,在800℃获得最大抗弯强度,为1 658 MPa。提高烧结温度后,磨损质量不断减小,说明耐磨性获得了提升。烧结温度提高到800℃时,试样组织致密度较小,形成了很多微孔,引起沿晶脆性断裂。     

发动机用镍合金表面烧结制备Cr3C2涂层组织和摩擦性能分析

运用等离子喷涂工艺与电接触烧结技术在发动机用镍合金表面制备Cr3C2涂层,同时对涂层显微组织、耐磨性及力学性能进行了测试分析.研究结果表明:采用电接触烧结工艺制备的涂层孔隙率比等离子喷涂工艺制备的更低,基体内形成均匀分布的碳化物,涂层组织的致密度获得显著提高.采用电接触烧结方法可以显著提高涂层结合强度.涂层的摩擦因数随...     

镁基六铝酸镧喷涂粉末制备及其热处理工艺研究

采用固相反应法合成热障涂层用镁基六铝酸镧（LaMgAl₁₁O₁₉）,通过离心喷雾干燥造粒制备LaMgAl₁₁O₁₉粉末,并对粉末进行热处理研究,将未热处理和热处理后的粉末通过等离子喷涂制备LaMgAl₁₁O₁₉涂层并在1100℃高温氧化1 h。通过场发射扫描电子显微镜、霍尔流量计、X射线衍射等方法对LaMgAl₁₁O₁₉粉末的微观形貌、流动性、松装密度、物相和涂层形貌进行了分析。结果表明:离心喷雾干燥造粒工艺获得了粒径均匀、流动性好的LaMgAl₁₁O₁₉球形粉末,但粉末颗粒内部结构疏松不致密;热处理能明显改善LaMgAl₁₁O₁₉球形粉末的流动性和致密度,并能有效的避免涂层分解、改善涂层成分、提高涂层的性能。本试验中的最佳热处理温度为1450℃,与未热处理粉末相比,经过1450℃热处理后粉末的流动性为12.1 s·50 g-1,流动时间缩短了19.9%,松装密度提高了83.4%;制备的涂层孔隙率更低,结构更为致密,有效的降低了喷涂过程中涂层非晶相的形成。     

高钽MCrAlY粉末及涂层组织性能研究

采用SEM、XRD等研究手段观察分析了高钽MCrAlY粉末、涂层形貌、相结构,并测定了HVOF工艺喷涂的该涂层的结合强度.试验结果表明粉末呈球状,剖面显示含有未熔的Ta片,粉末主要含α-Cr固溶体、Ni基固溶体、微量的Ni3Al;涂层组织涂层较致密,由Ni3Al、γ-Ni基固溶体组成;与国外同类粉末相比涂层的结合强度无多大差别.     

等离子喷涂工艺对Fe基非晶合金涂层微观组织结构的影响

通过等离子喷涂技术在Q235基体上制备了一种Fe基非晶涂层。该涂层结构均匀致密,主要含有具有Fe、Cr、B、Si、Ni、Mo和W。通过合理安排实验方案,分别研究了等离子喷涂电压、电流、喷涂距离对涂层的孔隙率、微观组织结构的影响规律。在等离子输入功率一定时,采用较高的喷涂电压将获得孔隙率更低的Fe基涂层;涂层孔隙率分别随等离子输入功率和喷涂距离的增加,均呈先降低后升高的趋势。等离子输入功率为30.25kW时,所制备的Fe基涂层孔隙率为1.19%,显微硬度为717HV0.1。     

Fe基和Al基非晶涂层制备及耐蚀性能研究

为制备性能良好的耐腐蚀涂层,用气雾化方法制备Fe基和Al基两种非晶粉末,然后采用冷喷涂工艺(CS)和大气等离子喷涂工艺(APS)分别制备非晶涂层,并利用扫描电镜(SEM), X射线衍射仪(XRD)和电化学等方法研究两种非晶涂层微观形貌、相组成和耐腐蚀性等性能。实验表明:采用冷喷涂方法制备非晶涂层非常困难,而采用大气等离子喷涂工艺制备涂层容易。因此本研究主要内容是大气等离子喷涂制备非晶涂层及涂层的耐腐蚀性能。对Fe基非晶材料而言,大功率制备的涂层耐腐蚀性能较小功率制备的好,但寿命差别不明显。最终获得7075铝合金、 Fe基和Al基非晶涂层耐3.5%(质量分数)盐水浸泡寿命分别约为1236, 1658和2147 h。从Fe基和Al基非晶材料角度看,尽管Fe基采用几种优化工艺制备,但Fe基非晶涂层耐腐蚀性能依然较Al基非晶差。相对来说,采用大气等离子喷涂工艺制备Al基非晶涂层耐腐性能较好,可对铝合金表面进行腐蚀防护,在航空、航海领域具有广阔的用途。     

烧结温度对氧化铪粉末性能的影响及喷涂涂层性能研究

本试验采用喷雾干燥 - 高温烧结的方法制备了氧化铪粉末, 并采用大气等离子喷涂 (APS) 技术在钢基体表 面制备了氧化铪涂层, 研究了烧结温度对氧化铪粉末以及涂层微观组织和性能的影响。 结果表明随着烧结温度从 1000 ℃升高至 1300 ℃, 氧化铪粉末微观组织变化不明显, 微颗粒也未发生明显长大, 当温度升高至 1400℃以上 时, 粉末内部组织逐渐变得致密, 微颗粒开始微熔连接, 形成网络状骨架; 当烧结温度为 1000 ℃至 1300 ℃时, 粉末颗粒强度处于相对较低的水平, 随着烧结温度升高至 1400 ℃、 1500 ℃时, 粉末颗粒强度逐渐增大; 1400 ℃ 烧结后的氧化铪粉末经大气等离子喷涂形成的涂层组织均匀结构较致密, 涂层孔隙率为 3.9%, 涂层平均显微硬 度为 552.24 HV0.3, 涂层结合强度均值达到 24.78 MPa。     

YSZ粉末致密度对涂层性能的影响

为了研究YSZ粉末特性对热障涂层性能的影响,选择三种通过造粒烧结工艺制备的商用YSZ粉末,测试对比了粉末颗粒的各项性能,发现三种粉末仅致密度存在显著差异。在两种不同功率条件下采用等离子喷涂工艺利用三种YSZ粉末制备了热障涂层,观察了涂层的金相组织和断口形貌,测试了涂层孔隙率和结合强度,并采用电弧风洞考核了涂层的服役性能。研究结果表明,粉末致密度对涂层性能有显著影响,致密度高的YSZ粉末喷涂过程中熔融状态更好,涂层的孔隙率更低,结合强度更高;针对致密度低的粉末,增大喷涂功率可改善粉末的熔融状态,从而改善涂层的性能。经工艺调控制备的孔隙率和结合强度相近的涂层具有相当的隔热防护效果。     

工艺参数对超音速火焰喷涂Fe基非晶涂层性能的影响

Fe基非晶涂层具有优异的耐磨、耐蚀性能,以及较高的性价比,适合在表面防护涂层领域广泛应用。本文通过正交试验研究了煤油流量、氧气流量、送粉速率、喷涂距离对超音速火焰喷涂制备的Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能的影响。采用图像法、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能进行了表征。采用X射线衍射仪和扫描电镜分别对涂层的相组成和显微结构进行了表征。通过极差分析法分析得出以涂层孔隙率最低为目标的优化制备工艺,最佳喷涂工艺参数为:煤油流量0.41 L/min,氧气流量830 L/min,喷涂距离430 mm,送粉速率40 g/min。结果表明:送粉速率和氧气流量对涂层孔隙率影响较大,进而影响涂层的硬度及耐磨性能。孔隙率随着氧气流量和送粉速率的增加而增加,随着煤油流量和喷涂距离的增加而降低。制备的Fe基非晶涂层硬度达到1158.9HV0.2,孔隙率为1.22%,磨损实验的质量损失量只有316L不锈钢的一半。     

Wear Resistance and Bond Strength of Plasma Sprayed Fe/Mo Amorphous Coatings

Fe-based and Fe/Mo composite amorphous coatings were deposited on the surface of plain carbon steel substrates by atmospheric plasma spraying （APS）. With increasing the Mo alloy content, the microstructure of the coatings revealed more dense structure. The porosities of composite coating were all less than those of Fe-based coat- ing due to Mo alloy self-bonding performance. The ML10 friction and wear tester was employed to investigate the wear behaviors of the coatings under dry sliding conditions. It was found that the mass loss of the resultant coatings decreased with increasing Mo-based powders into the feedstock. This was attributed to the reduction of the delamina- tions resulting from improved intersplat bond with Mo addition.     

Microstructure and Wear Properties of Fe-based Amorphous Coatings Deposited by High-velocity Oxygen Fuel Spraying

Fe-based powder with a composition of Fe_(42.87)Cr_(15.98)Mo_(16.33)C_(15.94)B_(8.88)(at.%)was used to fabricate coatings by high-velocity oxygen fuel spraying.The effects of the spraying parameters on the microstructure and the wear properties of the Fe-based alloy coatings were systematically studied.The results showed that the obtained Fe-based coatings with a thickness of about 400μm consisted of a large-volume amorphous phase and some nanocrystals.With increasing the fuel and oxygen flow rates,the porosity of the obtained coatings decreased.The coating deposited under optimized parameters exhibited the lowest porosity of 2.8%.The excellent wear resistance of this coating was attributed to the properties of the amorphous matrix and the presence of nanocrystals homogeneously distributed within the matrix.The wear mechanism of the coatings was discussed on the basis of observations of the worn surfaces.     

HVAF喷涂铁基非晶涂层工艺优化

铁基非晶材料具有优异的耐蚀性和耐磨性,空气/丙烷超音速火焰喷涂(HVAF)技术制备铁基非晶涂层近年来引起了广泛关注。由于铁基非晶粉在高温下粘度较大,很容易造成喷枪堵塞,制约了该技术的工程应用。通过在铁基非晶粉末中掺入10 wt.%～20 wt.%的180目白刚玉砂,缓解喷枪堵塞、改善涂层的喷涂稳定性。研究了白刚玉含量、喷涂气体压力、送粉速率、喷涂距离等对涂层沉积效率、抗拉结合强度、孔隙率及粘枪情况的影响规律。结果表明,Fe基粉/白刚玉复合粉喷涂可以实现20 min以上的稳定喷涂,且制备的涂层结合强度达到40 MPa以上,涂层孔隙率<1%,涂层粘枪情况得到显著改善。优化出了适用于铁基非晶粉HVAF喷涂的工艺方法,能够指导该技术的推广应用。     

硼化钼基涂层的制备及耐磨抗蚀性能研究

针对连续热镀锌生产线中沉没辊、轴套等零部件的腐蚀磨损问题,采用造粒烧结制备了MoB-Al2O3(MA)复合陶瓷粉末,采用等离子喷涂工艺制备了MA复合陶瓷涂层,测试了涂层的显微组织、显微硬度及耐熔融锌液腐蚀磨损性能.结果 表明,涂层显微组织均匀,显微硬度约1300HV100.采用细粒度粉末、粘结底层和封孔工艺制备的MA涂...     

多尺度原料WC热喷涂粉末特性分析

采用不同粒度的原料WC,利用团聚烧结法制备了四种WC-10Co-4Cr粉末A、B、C、D,并使用超音速火焰喷涂工艺（HVOF）制备了四种粉末相对应的涂层,测试了涂层的显微硬度、开裂韧性、磨粒磨损性能.并利用扫描电子显微镜和金相显微镜对喷涂粉末的组织结构进行了观察分析.结果表明：不同WC原料生产的粉末具有很好的球形度和流动性;粉末涂层组织结构致密;WC原料较细其涂层硬度、耐磨性较好,韧性较低;反之成立.可见不同WC原料生产的粉末涂层各有其不同的性能特点.     

热喷涂铁基材料在印刷业耐磨防护上的应用

与典型的耐磨防护材料（如金属陶瓷）相比,铁基材料不仅对人体更健康、更具有环境友好性,而且在材料成本和加工费用方面,其经济效益也更明显。当喷涂粉末的粒度非常细时（小于15um）,所获得的涂层表面更光滑,而且能获得相对较薄的、致密的、接近净成形的涂层。这就会降低涂层材料及加工的费用。本研究采用大气等离子（APS）喷涂粒度为...     

Influence of the Structure and Properties OF WC – Co Alloy Powders on the Structure and Wear-Resistance of Detonation Coatings

We have made comparative investigations of the structure, phase composition and abrasive wear resistance of WC – Co coatings sprayed by the detonation method using powders of identical chemical composition and different particle structure, because the powders are prepared by different technologies. The laws we have found that govern how the structure evolves from the initial powder to a coating allow us to predict the physicotechnical properties of the coating. The more porous the powders, the more they are affected by the gas atmosphere in the spraying process and thus, the more significant changes in the phase composition are observed in the powder – coating system. The use of powders with highly porous particles results in the formation of porous coatings with low wear resistance.     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的显微组织及摩擦学性能

以Al_2O_3-TiO_2(x=0%,3%,13%,20%,40%,质量分数)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在316L不锈钢基体表面制备5种陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)、荧光金相显微镜分析粉末和涂层形貌、微观结构、物相组成及涂层孔隙率;利用显微硬度计及摩擦磨损试验机测试涂层力学及摩擦学性能,观察试样磨损形貌,分析磨损机理。结果表明:涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征,涂层与基体结合良好。随TiO_2含量增加,涂层主相由γ-Al_2O_3向Al_2TiO_5相过渡,涂层韧性升高,硬度和孔隙率降低。在大气环境下,低TiO_2含量的涂层(Al_2O_3、AT3)发生应力疲劳磨损,高TiO_2含量的涂层(AT13、AT20和AT40)发生应变疲劳磨损;而在水环境下,5种涂层均发生应力疲劳磨损。     

Microstructure and high-temperature properties of Fe-Ti-Cr-Mo-B-C-Y_2O_3 laser cladding coating

Fe-based composite coatings were fabricated on 5 CrNiMo die steel by laser beam melting a precursor mixture of ferrotitanium,ferrochromium,ferromolybdenum,B4 C and Y_2 O_3 powders.Micro structure and properties of the coatings were studied by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),energy-dispersive spectrometer(EDS),resistance furnace and high-temperature tribometer.The results show that(Ti,Mo)C particles with flower-like and(Ti,Mo)B_2 with block-like shapes are in situ formed during laser cladding.Volume faction of multiple ceramic particles increases with the increasing of Y_2 O_3.The cumulative oxidation mass of the coating with 2 wt% Y_2 O_3 is decreased by one-third than that of the coating without Y_2 O_3.The oxidation layer of the coating with Y_2 O_3 is getting smooth.Meanwhile,high temperature wear volume loss of the coating with 2 wt% Y_2 O_3 is about 40% that of the coating without Y_2 O_3.The coating with 2 wt% Y_2 O_3 shows a smoother wear scar and few flat grooves are observed after high temperature wear test.