低温超音速火焰喷涂特性研究

由于冷喷涂技术的工作气压过高,限制了其应用.为此,应用多功能超音速火焰喷涂系统(KY-HVO/AF)焰流温度调节范围大的特点,设计了液料送粉系统和控制装置,扩大了喷涂低温工作范围,达到了低温喷涂工作温度和速度,实现了低温喷涂.采用压入式气液动力转换提供送粉动力,控制装置采用槽孔式计量方式,实现对流量的量化控制,整个数字化系统控制简单、可靠.以数值模拟的方式,分析了HVAF喷涂工作状态,液料流量、空气流量、煤油流量对焰流工作状态的影响,着重研究了不同液料流量时焰流状态的变化规律.结果表明,空气流量、煤油流量、液料流量是控制喷涂温度的三个重要因素,应用此技术成功地制备了纳米TiO2涂层.     

超音速火焰喷涂Ni基涂层性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术方法制备三种镍基涂层，并研究了涂层的显微组织和性能。结果表明：使用烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度、显微硬度均高于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层，Ni包C涂层中产生大量的气体并含有许多的未熔软质相，使得其结合强度、显微硬度最4g；镍在涂层中起粘结作用，镍含量的增加能显著提高涂层的结合强度和显微硬度；涂层中的MoS2和C相明显降低涂层的摩擦系数。     

超音速火焰喷涂硅酸盐玻璃涂层工艺研究

采用超音速火焰喷涂技术制备了硅酸盐玻璃涂层,通过扫描电镜、能谱、衍射和强度试验研究了涂层的组织特征、机械性能等.研究表明,制备玻璃涂层的最佳工艺为:粉末颗粒尺寸为25～50μm,氧气流量34～36m3/h,煤油流量13～14L/h,喷涂距离25cm;涂层组织较致密,玻璃涂层厚度可达到0.5mm以上;涂层基本呈非晶态,热喷涂后玻璃涂层冷却速度对涂层的析晶行为有一定影响;涂层与基体之间的结合形式为机械结合,涂层的内聚强度约为8MPa,其拉伸断裂形式为宏观脆性断裂,涂层具有一定硬度和抗冲击性能.     

超音速火焰喷涂研究与应用

综述了超音速火焰喷涂技术的发展历史和基本工作原理。介绍了粉末粒度、喷涂距离等喷涂材料参数及工艺参数对涂层组织和性能的影响。分析评述了超音速火焰喷涂工艺在喷涂材料选择、经济适用性等方面的优缺点。随着经济发展及超音速火焰喷涂技术自身的革新,该技术必将应用于越来越多的领域。     

超音速火焰喷涂微米碳化物涂层的组织与性能

WC-Co,NiCr-Cr3C2喷涂层耐冲蚀、耐磨性优良,但耐盐酸腐蚀报道较少.为此,采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-Co和Cr3C2-NiCr涂层,测定了涂层的孔隙率和结合强度,用XRD分析了涂层腐蚀前后的相结构及在1 mol/L HCl溶液中浸泡涂层材料的失重情况,分析了涂层的均匀腐蚀机理.结果表明:WC-Co和Cr3C2-NiCr涂层组织较为致密,孔隙率分别为2.67%,4.39%,结合强度分别为49.576,41.023 MPa.Cr3Cr2-NiCr涂层中相结构复杂,涂层中Cr3C2少量分解且含有非晶相;经1 mol/L HCl溶液浸泡后WC-Co涂层和Cr3C2-NiCr涂层失重较少.涂层的腐蚀机理为选择性腐蚀.缺陷越少涂层的耐蚀性越好,减少涂层中的孔隙、显微裂纹和夹杂等缺陷是提高涂层耐蚀性的关键.     

超音速火焰喷涂WC-17Co涂层微观结构与性能研究

采用超音速火焰喷涂技术喷涂了两种不同WC颗粒尺寸的WC-17Co粉末.对制备的两种涂层的硬度、孔隙率、断裂韧性、结合强度和电化学腐蚀行为进行了测试.结果表明:具有亚微米结构WC颗粒的粉末制备的涂层,在硬度、孔隙率、断裂韧性方面具有一定优势,而含有大颗粒WC相的粉末制备的涂层在结合强度、腐蚀行为方面优势明显,这说明WC颗...     

超音速火焰喷涂WC-CoCr涂层的腐蚀行为

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在Q235钢上制备了WC-CoCr涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等对涂层的相结构、显微组织和显微硬度进行了分析。以镀铬涂层作为对比材料,用Parstat 2273型电化学综合测试系统测定涂层在不同环境下的耐腐蚀性。结果表明:涂层厚度约为180μm,含有极少的空隙,涂层的平均硬度约1 300HV;在质量分数为3.5%的NaCl溶液和1mol/L的HCl溶液中,WC-CoCr涂层的耐腐蚀性明显优于镀铬涂层的耐腐蚀性;而在1mol/L的NaOH溶液中,WC-CoCr涂层的耐腐蚀性比镀铬涂层的要差,这是因为镀铬涂层发生了剧烈的钝化作用。     

超音速火焰喷涂CoCrMoSi涂层的组织与性能

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在连铸结晶器(CrZrCu合金)表面喷涂CoCrMoSi合金涂层,通过金相显微镜、扫描电镜考察涂层的微观组织,并利用显微硬度计、磨损试验机等研究了涂层的耐磨性能.结果表明:利用HVOF技术制备的CoCrMoSi涂层均匀致密,边界氧化物含量较少,孔隙率为2.83%,涂层平均硬度为840 HV,是基体材料的4倍以上;加载150 N、磨损3 min后,未喷涂试样表面为黏着磨损,磨屑体积为256.594 mm3,摩擦系数为0.802 7;已喷涂试样表面为磨粒磨损,磨屑体积为1.607 mm3,摩擦系数为0.612 5;由此可见,CoCrMoSi合金涂层提高了基体硬度,降低了摩擦系数,显著地改善了CrZrCu基体的耐磨性能.     

超音速火焰喷涂Ni基涂层组织与性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了3种镍基涂层,并研究了涂层的显微组织和性能.结果表明:使用烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度、显微硬度均高于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层,Ni包C涂层中产生大量的气体并含有许多的未熔软质相,使得其孔隙率最大,结合强度、显微硬度最低;镍在涂层中起粘结作用,镍含量的增加能显著提高涂层的结合强度和显微硬度;涂层中起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度.     

Ni对超音速火焰喷涂合成TiC-Ni涂层组织和耐磨性能的影响

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氧化的作用,并且还起到了涂层粘结相的作用。粉末中Ni含量对涂层的组织和性能影响很大,Ni含量较低时涂层中含有大量氧化物,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,涂层耐滑动磨损性能增强;但Ni含量过高时,涂层中Ni片层会增多,硬质相间距加大,涂层的耐磨性能有所降低。     

超音速火焰喷涂制备铁基非晶合金涂层的研究现状

非晶合金的短程有序,长程无序和不存在晶界、位错等晶体缺陷等特点,使其具有较高的强度以及优异的防腐耐磨性能,从而成为一种具有广阔应用前景的新型金属材料。 然而,由于非晶合金体系本身非晶形成能力和制备技术的限制,目前难以得到具有工程意义的大尺寸块体结构材料。为了充分利用其优异的性能和扩大其应用领域,众多学者对制备非晶合金涂层展开了广泛研究。以超音速火焰喷涂为代表的热喷涂技术由于具有加工工艺简单、热输入低、喷涂材料范围大、制备的涂层耐磨耐蚀性能好等优势成为了制备非晶合金的重要方式。目前,利用超音速火焰喷涂技术制备的非晶合金涂层主要有Fe基、Ni基和Mo基等。而在众多的非晶体系中,Fe基非晶合金涂层由于其优异的性能和低廉的成本受到了广泛关注。研究者们发现,制备性能优异的Fe基非晶合金涂层不仅需要合适的制备方法,同时合金系成分的合理选择以及制备过程中工艺参数的优化能够完善非晶合金本身的优良特性,保证非晶合金具有更好的非晶形成能力并提高涂层的质量及使用性能。 目前,通过超音速火焰喷涂的涂层孔隙度通常低于2%,在使用改进型空气超音速火焰喷涂系统后可以将涂层的孔隙度降低到0.3%以内,使得涂层更致密,减少涂层浸泡在腐蚀介质中由于孔隙造成的涂层破坏,延长涂层的使用寿命。另外,在深共晶规律、电子密度规律、热力学规律等经验规律的指导下,研究者们开发了很多成分多元的Fe基合金体系,使得制备的非晶合金涂层在耐磨耐蚀等性能上都有很大提升,例如七元合金体系中的Fe₄₀Cu₈Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂在干摩擦磨损实验中,磨损量仅为相同条件下45号钢的四分之一,说明其具有优异的耐磨性能;八元合金体系中的Fe₆₃Cr₈Mo3.5Ni₅P₁₀B₄C₄Si2.5在进行3.5%(质量分数)NaCl溶液的电化学腐蚀实验后,比相同条件下304不锈钢涂层表面的腐蚀坑更少、更小,拥有更好的抗腐蚀性能。 本文对超音速火焰喷涂Fe基非晶合金的研究现状进行了综述,归纳总结了合金化学成分和喷涂参数对Fe基非晶合金涂层摩擦学性能和耐蚀性能的影响。并对超音速火焰喷涂制备性能优异的Fe基非晶合金涂层的研究前景进行了展望。     

Q235钢表面电弧喷涂铝涂层的断裂机理研究

对涂层结构断裂机理的研究是保证高厚度热喷涂涂层安全和稳定的关键。在Q235钢表面高速电弧喷涂不同厚度的铝涂层。对涂层试样进行三点弯曲试验,考察了涂层在受拉、受压及同时受拉力和压力情况下的力学性能,通过扫描电镜观察试样的断裂行为,并通过梁弯曲理论单面、双面涂层2种方法计算了涂层的弹性模量。结果表明:当涂层厚度小于800μm时,涂层/基体结构弯曲强度好于基材;随着弯曲应变的增加,裂纹开始出现在涂层表面并逐渐沿着涂层厚度方向进行扩展,到达涂层内部靠近界面的位置,裂纹沿着试样长度方向向两侧不断扩展,最终涂层脱落;梁弯曲法单、双面法计算得到的涂层弹性模量相近,但与基材相差较大,这主要受涂层自身结构影响。     

热喷涂纳米结构涂层技术的研究进展

与传统材料的热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在力学和摩擦学等方面的性能有了一定的提高.作者综述了国内外在应用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展.介绍了纳米结构喂料的制备、热喷涂纳米结构涂层的构筑方法、涂层的特殊性能以及应用情况.从目前国内外的情况来看,热喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展.随着技术、工艺的不断完善,其必将在很多领域取代传统的涂层.     

等离子喷涂NiCrBSi增强Mo涂层的组织结构和断裂韧性

为了开发既具有较高硬度、可防止黏着磨损、又具有一定孔隙能够储存润滑油的用于气缸内壁和活塞的热喷涂层,采用等离子喷涂制备了纯Mo和Mo-28%NiCrBSi复合涂层,采用图像法定量表征了涂层的孔隙率,采用压痕法测试了涂层的硬度和断裂韧性,研究了添加NiCrBSi对等离子喷涂Mo层的组织结构、孔隙率、硬度和断裂韧性的影响,并与某进口防黏着磨损Mo涂层进行比较。结果表明:等离子喷涂Mo-28%NiCrBSi复合涂层的孔隙率比纯Mo涂层略高,硬度为(561±83)HV3 N,比纯Mo涂层提高19%,比服役过的进口纯Mo涂层高约40%;复合涂层的断裂韧性为8.9 MPa"m1/2,约为纯Mo涂层的4倍,接近Mo块材。     

冷凝器铜管断裂原因分析及防护措施

某电厂300MW机组汽轮机冷凝器投产几年来,铜管多次发生泄漏,为了分析冷凝器铜管泄漏原因,抽取已断裂的铜管试样,采用化学元素分析、机械性能、金相、扫描电镜、能谱分析等试验研究方法对断裂等新管进行了分析,结果表明：铜管断裂由于应力腐蚀、应力腐蚀裂纹开裂于外壁,黄铜管内壁存在脱锌腐蚀现象。并提出了降低拉应力、改善水质和工况、进行阴极保护、定期清洗等防护措施。     

多功能超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层磨损性能研究

应用自行研制的多功能超音速火焰喷涂设备,在HVOF、HOV/AF、HVAF不同工况下成功制备WC10Co4Cr涂层,并测试了涂层性能.分析表明,HVAF工况下,碳化物几乎没有分解,涂层的显微硬度明显较高;二种工况中,涂层的磨粒磨损机制主要为碳化物颗粒的剥落,冲蚀磨损的失效行为主要表现为脆性材料的冲蚀磨损机制.相比之下,随着燃气温度的降低,涂层的耐磨粒磨损性能增强,涂层的抗冲蚀磨损性能与燃气流量和温度有关.     

冷喷涂Zn粉后5083铝合金的中温钎焊研究

以添加了5%(质量分数,下同)CsF-AlF3共晶钎剂的Zn粉为原料,采用冷喷涂技术在5083铝合金表面制备涂层,喷涂后的5083铝板在530℃进行钎焊连接。采用扫描电子显微镜结合能谱仪对涂层的显微结构及钎焊后的接头组织形貌进行观察与分析。结果表明:涂层与5083基体连接致密,钎剂颗粒呈絮状存在于Zn粒子交界面处;由于涂层对5083基体的保护,钎焊时5083基体表面没有出现Mg元素上浮现象,表面未形成复杂的氧化膜,530℃喷涂后的5083与1060可成功实现连接;钎焊接头组织均匀,主要由α铝基固溶体和β富锌基固溶体组成,存在少量孔洞缺陷。     

Characterization of Thermal Spray Coatings

The ability to characterize fully the microstructure of a coating is paramount for understanding the in-service properties and eventual optimization of the coating. This article discusses sample preparation and subsequent analytical techniques (LOM, SEM, XRD, WDS, and QIA) for several cermet thermal spray coatings and provides a detailed analysis of as-sprayed microstructures in addition to processing trends for several FeCrAIY-carbide coatings. It was found that the splats produced in these high velocity oxy-fuel (HVOF) coatings tended to exhibit a predominantly dendritic structure most likely retained from the gas atomization process that produced the original powder. Chemical analysis showed that the carbides tend to breakdown during spraying producing a complex mixture of oxides and various carbides. Finally, image analysis revealed that as the carbides in the pre-sprayed powder were increased, more carbides and oxides with less FeCrAIY and thinner coatings were found. These techniques allow the thorough characterization of thermal spray cermet coatings, which in turn should further the understanding of the thermal spray processes and help provide superior coatings in the future.     

热喷涂技术制造特种功能涂层

采用热喷涂技术进行涂层材料、涂层结构的复合设计，将结构与性能完全不同的材料有机地组合在一起，可研制出性能优越且多种功能并存的新型涂层。如：水润济状态下的运动摩擦副表面抗蚀、耐磨、减摩陶瓷涂层；新一代纳米氧化皓高温热障涂层；抗高温隔热烧蚀梯度复合结构涂层；高温管道表面阻尼减振降噪、隔热复合涂层以及高温热辐射涂层等。研究表明：表面工程技术对传统材料进行表面改性并能赋予其新的特种功能是完全可行的。     

生物玻璃涂层植入材料的动物实验研究

本文利用扫描电镜、电子探针等手段,研究分析了生物玻璃涂层植入动物骨组织后,涂层表面与骨界面的显微变化及元素分布,生物实验结果,羟脯氨酸和氨基已糖含量与骨折后羟脯氨酸和氨基已糖含量变化的趋势一致。