超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层与电镀硬铬在盐雾气氛下的腐蚀-磨损机制研究

航空和海洋工程的关键部件在遭受磨损的同时受到海洋苛刻气氛的腐蚀破坏,而采用超音速火焰喷涂（HVOF）金属陶瓷涂层已成为一种新兴防护技术。为考察碳化物类金属陶瓷涂层的在海洋气氛下的抗腐蚀与抗磨损性能,采用超音速火焰喷涂技术制备了WC-10Co4Cr和Cr3C2-NiCr两种典型的金属陶瓷涂层,采用自制的盐雾喷射腐蚀-磨损装置,研究涂层的腐蚀-磨损行为,同时与传统的硬铬镀层作对比,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)等表征试样的腐蚀磨损形貌特征。结果显示,在干燥大气环境下铬镀层主要表现为黏着-磨损机制,Cr3C2-NiCr涂层同时表现出黏着-磨损与磨粒-磨损机制,而WC-10Co4Cr则表现为单纯的磨粒-磨损。施加盐雾气氛后,试样表面形成有液态膜,摩擦系数与磨损量均有所下降。盐雾气氛下增大摩擦副的载荷压力,Cr3C2-NiCr涂层的磨损量增加很快,而WC-10Co4Cr涂层的磨损机制发生转变,磨损量出现不增反降现象。     

超音速火焰喷涂碳化钨-钴涂层磨粒磨损行为

采用超音速火焰喷涂工艺在16Mn钢上制备了WC-12Co涂层,并测试了该涂层的力学性能特别是其抗磨粒磨损性能。结果表明:WC-12Co涂层的主相为碳化钨,显微硬度为(1341.0±134.3)HV,孔隙率为0.21%±0.04%。该涂层的磨损率随着磨粒硬度、磨粒粒度和加载载荷的增加而增加。当磨粒的硬度低于涂层硬度时,涂层的磨损机制以磨耗磨损为主,磨损率低;当磨粒的硬度超过涂层的硬度时,涂层的磨损以微切削为主,磨损率高。另外,WC-12Co涂层的耐磨性相对于16Mn钢也是随着磨粒的硬度变化而变化。     

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FeCrSiBMn非晶/纳米晶涂层的长期腐蚀行为（英文）

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备FeCrSiBMn非晶纳米晶涂层,涂层厚度为700μm,孔隙率为0.65%。利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试研究FeCrSiBMn涂层和对比样镀铬层在3.5%溶液中的长期腐蚀行为。结果表明,与镀铬层相比,FeCrSiBMn涂层具有较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流密度。FeCrSiBMn涂层的孔隙电阻(Rp)和电荷转移电阻(Rct)比镀铬层的高。此外,在Na Cl溶液中浸泡28 d后,FeCrSiBMn涂层表面仅观察到微小的孔隙。FeCrSiBMn涂层与镀铬层相比具有优异的耐腐蚀性能。这主要与FeCrSiBMn涂层致密的结构,较低的孔隙率及非晶相的存在有关。     

超音速火焰喷涂WC-CrNi涂层的滑动磨损特性研究

采用超音速火焰喷涂技术制备WC-CrNi涂层,研究了自配副磨损和三体磨损条件下,涂层的滑动磨损性能,并分析了涂层磨损前后的形貌及成分变化。结果表明:WC-CrNi涂层组织致密、结构均匀;两种磨损条件下,涂层的摩擦系数相差较大,三体磨损时,涂层损伤严重,由于配副接触面间第三体存在增加了摩擦阻力,使得摩擦系数稳定性变差;涂层在两种磨损条件下的磨损机制有所不同,自配副时的磨损机制为WC层状剥离,三体磨损下则以微切削并伴随塑性变形为主。     

超音速火焰喷涂NiCrC涂层的滑动摩擦磨损行为

采用空气助燃超音速火焰(HVAF)喷涂技术,分别以相同成分的气雾化合金粉体和低温球磨纳米晶合金粉体作为喂料,制备出高质量的耐磨耐蚀粗晶和纳米晶NiCrC合金涂层。利用SRV摩擦磨损试验机、表面形貌仪和扫描电镜等设备对两种涂层和45钢试样的滑动摩擦磨损行为进行了对比研究。结果表明:在载荷为10～30 N的无润滑剂常温滑动摩擦条件下,两种涂层具有较为接近的滑动摩擦系数,但纳米晶NiCrC涂层的抗磨损性能远优于常规粗晶涂层。三种测试材料都呈现出磨粒磨损和粘着磨损的特征,随着载荷的增加,磨损程度逐渐加剧,同时粘着磨损的特征更加突出。此外,两种涂层材料在磨损过程中都出现了颗粒部分或整体剥落的现象,加剧了涂层的磨损程度。     

超音速火焰喷涂TiB_2-40Co金属陶瓷涂层抗热震性能

通过超音速火焰喷涂技术在不同氧气流量条件下将3种Ti B2-40Co金属陶瓷涂层喷涂在Q235钢基体表面,研究3种涂层在600℃不同热震循环次数和800℃条件下的抗热震性能。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对3种涂层在不同条件下热震后的表面和截面形貌及物相结构进行分析。研究结果表明,在600℃热震条件下,随着氧气流量的增加,涂层的抗热震性能降低,并在热震次数为150次,氧气流量为482 L/min时,涂层中裂纹较多且失效最快。在800℃热震条件下,3种涂层的抗热震次数明显减少,其中以氧气流量为482 L/min时涂层表面和截面产生的裂纹最多。通过对3种涂层在不同热震条件后的XRD分析发现,涂层的主要物相为Ti B2和Co两相,并发现涂层中存在一定的Ti O2氧化相。     

HVOF喷涂WC系金属陶瓷涂层腐蚀磨损行为研究现状

对国内外HVOF喷涂WC系金属陶瓷涂层的腐蚀磨损行为进行综述,系统介绍了HVOF喷涂WC系金属陶瓷涂层的腐蚀机制、磨损机制及其相互作用,依据腐蚀磨损机制将建立的模型进行归纳,并对HVOF喷涂WC系金属陶瓷涂层腐蚀磨损失效研究的发展方向进行了展望。     

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.     

超音速火焰喷涂原位制备MoB/NiCr金属陶瓷涂层的组织结构

通过机械球磨结合粘结破碎法制备了Mo-B-Ni-Cr复合粉末,然后采用超音速火焰喷涂方法在316L不锈钢基体上制备了MoB/NiCr涂层。采用扫描电镜、X-射线衍射仪、激光粒度、图像法和硬度计等手段观察并分析了粉末和涂层的组织结构。结果表明,复合粉末的组织形态呈近球形,复合粉末各粒子间结合良好;通过X-射线衍射发现,复合粉末的主要物相为Mo、Ni和Cr三相。原位制备的涂层组织致密性良好,孔隙率仅为0. 23%,且涂层扁平粒子间及涂层与基体界面之间结合良好。涂层中原位生成了Mo_2NiB_2三元硼化物。     

爆炸和超音速火焰喷涂MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能及抗氧化特性（英文）

对爆炸(D-gun)和超音速火焰喷涂(HVOF)MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能和抗氧化性能进行研究。结果表明,D-gun涂层呈现片层显微结构,而HVOF涂层呈现均匀结构。同时,在爆炸喷涂过程中发生了元素重新分布以及新相的形成。此外,D-gun涂层的孔隙率明显低于HVOF涂层的。在力学性能方面,2种涂层的显微硬度在同一水平(均在HV 910左右),但由于D-gun涂层的片层显微结构及不同相组成,其纤维硬度的标准偏差明显高于HVOF涂层的。由于涂层颗粒及片层之间存在大量的残余压应力,所以,D-gun涂层的弯曲结合强度明显高于HVOF涂层的。高温氧化实验结果表明,D-gun制备的MCrAlYX涂层的抗氧化性能更优异,因为D-gun涂层更致密,使其表面能够尽早地形成连续致密的氧化保护层,从而进一步抑制氧化并控制氧化膜的厚度较小。     

超音速火焰喷涂（HVAF）Ni-WC合金涂层组织与显微硬度分析

0前言 20世纪90年代研制成功的超音速火焰喷涂（HVOF）技术是热喷涂领域一次革命性的进步,与等离子喷涂技术相比,HVOF可以大幅度提高热喷涂涂层的结合强度,并且同时减小甚至消除了涂层中的氧化物含量.     

超音速火焰喷涂涂层的摩擦磨损性能研究

采用划痕分析和干砂粒/橡胶轮磨损测试,主要研究了超音速火焰喷涂(High-Velocity-Air-Fuel,简称HVAF )WC涂层与Al-Ni-Cu合金的摩擦磨损性能,并且与电镀硬铬的性能进行了对比.结果表明,HVAF WC涂层和Al-Ni-Cu合金都发生微量磨损,而电镀铬层中发生明显的增重,同时导致Al-Ni-Cu合金大量磨损.在与Al-Ni-Cu合金对磨中,HVAF WC涂层的磨损机理为磨粒磨损,而电镀硬铬为粘着磨损.滚动接触疲劳磨损对涂层均有作用.     

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/...     

粉末结构对超音速火焰喷涂WC系金属陶瓷涂层结合强度的影响

采用４种典型的ＷＣ系硬质合金粉末与Ｗ－Ｎｉ复合粉末,研究了粉末结构、粘结相的成分与含量,以及超音速火焰喷涂（ＨＶＯＦ）条件对涂层结合强度的影响。结果表明：对于具有高熔点的ＷＣ及Ｗ颗粒构成的复合粉末,ＨＶＯＦ涂层的结合强度大于结胶的强度,几乎不受粉末结构和粘结相成分的影响。试验表明：喷涂料子具备液固两个相结构是ＨＶＯＦ涂层获得高结合强度的必要条件,而ＷＣ与Ｗ的高密度是保证ＨＶＯＦ涂层高结合强度的充分     

NiCrBSi超音速火焰喷涂层在不同温度下的磨损行为

采用超音速火焰喷涂在铸铁表面制备了NiCrBSi喷涂涂层,以研究其在不同温度下的摩擦磨损行为.?采用pin-on-disc试验设备在室温和300?℃下对NiCrBSi涂层进行了摩擦磨损试验,分析了温度对NiCrBSi涂层摩擦系数和磨损率的影响规律;采用XRD和SEM对NiCrBSi喷涂态涂层进行了微观组织结构分析;通过...     

超音速等离子与超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及磨损机理

采用超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂分别制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,进行了硬度、孔隙率、结合强度及560和1120 r/min下的磨损对比试验。结果表明,超音速等离子喷涂制备的涂层的综合性能与超音速火焰喷涂制备的涂层性能相当。在560 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶122.15,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶138.36,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损。在1120 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶109.53,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶127.44,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损。     

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.     

氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂WC-Co涂层性能研究

采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂(HVO/AF)工艺在45钢表面制备WC-Co涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征了涂层的微观结构及相组成,并对涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度进行了分析.研究结果表明,采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂制备的涂层均具有较好的性能,超音速火焰喷涂氧气与空气混合比例对涂层的性能影响较大,采用HVO/AF喷涂技术能有效地抑制WC的氧化和分解,降低了涂层的孔隙率,提高了WC-Co涂层的硬度和结合强度等性能.涂层质量要好于传统的氧气助燃超音速火焰喷涂.