热喷涂涂层的重熔技术

为了改善热喷涂涂层的使用性能,研究了涂层重熔技术,综述了近年来出现的各种涂层重熔处理新工艺。     

电子束重熔处理对硅化物涂层表面形貌和性能的影响

在Nb521铌合金表面采用料浆烧结法制备硅化物涂层,利用高频扫描电子束对硅化物涂层进行重熔处理,通过扫描电子显微镜对处理样品表面形貌进行组织结构分析。研究表明,经过电子束重熔处理,硅化物涂层表面陶瓷晶粒粒度降低,表面粗糙度降低,陶瓷颗粒之间烧结作用增强,重熔区域与未处理区域具有明显的边界,电子束能量分布较均匀。电子束重熔增强了陶瓷涂层的烧结作用,涂层致密度增加,硅化物层的抗氧化性能和抗热震性能提高。     

等离子喷涂涂层重熔后处理的研究现状与展望

鉴于喷涂涂层存在的较高孔隙率和较大残余应力而常常需要进行适当的后处理,介绍了等离子喷涂涂层的几种重熔后处理技术,对各种处理方式进行归纳总结,并分析了各种处理方式的优缺点。对未来喷涂涂层重熔后处理技术进行展望,提出了根据涂层性质选择合适后处理方式、进一步优化后处理工艺、建立涂层寿命监测系统并进行涂层失效预测等提高涂层使用性能的建议。有关研究说明：喷涂涂层的激光重熔后处理技术能让涂层与基体间由机械结合为主转为以冶金结合为主,可有效增强涂层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性及抗高温氧化性等,且其选材的来源广泛,热影响区和工件的变形量较小,但激光重熔时涂层易出现裂纹,因此不宜对大面积涂层进行激光重熔后处理;喷涂涂层的感应重熔后处理技术热影响区较小,可消除涂层中的气孔和微裂纹,有效增强涂层的耐磨性和耐腐蚀性,但感应重熔过程会受到涂层自身电阻率的限制而降低重熔后处理的效率;喷涂涂层的电子束重熔后处理技术适用范围广,成本较低,无污染,可有效提高涂层的硬度、耐磨性和抗氧化性能,减少涂层间的气孔,降低涂层表面的粗糙度,但电子束重熔过程对工作环境要求较高;喷涂涂层的火焰重熔后处理技术操作简单、成本较低,喷涂涂层的钨...     

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。     

冷却速度对X70管线钢感应加热弯管组织性能的影响

弯管是油气输送管道的重要组成构件之一.冷却速度的快慢决定弯管材料的最终性能,是感应加热弯管的关键参数.为确定合适的冷却速度范围,研究了冷却速度大小对管线钢材料组织、性能的影响规律,确定了保证材料组织性能冷却速度的下限值.     

Ni60优化高铝青铜SAPS—感应重熔涂层组织结构的研究

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备Ni60/高铝青铜梯度涂层,并进行高频感应重熔处理。通过SEM、XRD等手段分析了感应重熔前后涂层的组织结构特征、相结构变化以及界面元素扩散情况。结果表明,超音速等离子喷涂层在基体/Ni60结合面处以机械咬合为主,在Ni60/高铝青铜涂层界面处有轻微熔结特性,形成了机械结合和轻微冶金结合的混合结合方式。感应重熔后,Ni60中间层分别与基体、高铝青铜涂层进行充分的双向扩散熔合。在Ni60和基体间形成结构致密、无孔隙的冶金扩散带,元素扩散迁移后不同元素呈现梯度或均匀分布形式。在Ni60和高铝青铜涂层之间分层界面基本消失,形成了完全的一体化涂层,涂层中元素扩散呈现梯度形式。     

感应加热重熔无铅钎料凸台的界面反应及剪切性能

感应自发热重熔（ISHR）技术在电子互连的应用中具有明显的三维选择性加热和快速加热等优点．该方法能够很好地解决由于无铅钎料的应用引起的日益严重的诸多问题,如球栅阵列中各钎料球受热不均匀和芯片基板与钎料球同时受热等．为此,采用ISHR进行了无铅钎料Sn3．5Ag在Au／Ni／Cu焊盘上的重熔实验、高温老化实验以及凸台剪切实验．由实验结果可知钎料凸台可以提供足够的剪切强度．文中讨论了界面反应和金属间化合物的演化．在老化期间界面处生长了连续的Ni3Sn4金属间化合物层,同时在钎料体内部生成了分散的（Aux,Ni1-x）Sn4化合物．金属间化合物的生长速度与老化时间的平方根成正比。由此可以判断金属间化合物的生长是一种扩散控制过程．     

感应局部加热陶瓷封装

为了防止陶瓷壳体中的电路和底部的热敏感微器件的高温损坏,应用高频感应局部加热技术实现陶瓷壳体气密封装.5s内,焊料环和可伐盖板上的涡电流产生的热量使温度升高至约320℃,由于热传导,此时陶瓷壳体的底部区域温度约100℃.采用红外热像仪、氦质谱检测仪、六轴测试仪和三维显微镜,分别对陶瓷封装过程中的局部温度变化、温度分布、气密性、封装强度和封装断面进行了检测和分析.结果表明,感应局部加热的效果良好,封装的陶瓷壳体有较好气密性;封装壳体的拉伸强度从4.0MPa到16.0MPa,与封装压力和感应加热时间相关;断面的分析表明过长的加热时间导致焊料的外溢.     

浅谈感应加热技术

随着世界经济的加快发展,能源变得越来越短缺,应用感应加热技术的重要性显得尤为突出。本文简要的谈谈感应加热技术的实际应用,以及与感应加热技术相关的知识,希望为我国的感应加热技术的应用及发展添砖加瓦。     

铝合金感应加热半固态重熔及复杂件触变成形

目的 研究铝合金半固态坯料在感应加热过程中的组织演变规律,并实现复杂构件近净成形。方法 对7075-T6铝合金挤压棒料进行感应加热条件下的半固态等温处理,观察其微观组织演变规律,并对其进行金相分析,研究晶粒粗化机制;随后采用梯度感应加热坯料进行触变-塑变复合成形试验。结果 晶粒随保温温度的升高,或保温时间的增加,尺寸逐渐增加;随保温时间的延长,晶粒圆整度逐渐增加。晶粒的长大主要以Ostwald熟化机制为主,合并长大为辅,且由于感应加热速率(5 ℃/s)较快,最终形成的晶粒较小。计算得出,晶粒在590, 600, 610, 620 ℃时的晶粒粗化速率分别为165, 226, 309, 497 μm3/s。采用梯度感应加热坯料,实现了某型铝合金尾翼构件的近净成形。结论 适用于7075铝合金触变成形的感应加热工艺参数为：在610~620 ℃下保温5~10 min。集成感应加热半固态重熔处理和触变-塑变复合成形技术,可实现复杂构件近净成形。     

衬底加热温度对WC-DLC涂层结构和摩擦磨损性能的影响

采用中频磁控溅射和电弧离子镀复合工艺,在316L不锈钢基体上制备WC掺杂的类金刚石涂层,通过相组织结构分析、硬度测试和摩擦磨损试验,研究了衬底加热温度分别为150℃、250℃、350℃和450℃时对类金刚石薄膜结构和摩擦磨损性能的影响。研究表明:DLC薄膜中的W元素相对含量随衬底温度升高略有增多,最大为3.45%,且掺杂物主要WC_1-x和W₂C两种晶体相存在,衬底温度升高,晶体结构由WC_1-x转变为W₂C;150℃时薄膜中sp³C键含量最多,纳米硬度值也最大为7.4GPa,衬底温度的升高使薄膜结构发生变化,力学性能也变差;干摩擦试验2 N载荷下,摩擦系数随温度的升高先降低后升高,350℃时,摩擦系数为0.2,而磨损率随加热温度逐渐增大,150℃时最小为3.45×10^-11m³/N·m,磨损方式为磨粒磨损。     

喷涂距离和喷涂功率对羟基磷灰石涂层的影响

本文以Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金为基体材料,采用等离子喷涂方法,在不同喷涂距离和喷涂功率下制备羟基磷灰石（ＨＡ）涂层,研究喷涂距离和喷涂功率这两个重要的喷涂参数对涂层结构和组成的影响．使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了羟基磷灰石涂层的形貌．涂层的相组成由Ｘ射线衍射谱仪（ＸＲＤ）分析而得．并使用Ｘ射线荧光谱仪（ＸＲＦ）测定了涂层的Ｃａ／Ｐ摩尔比．研究结果表明,喷涂距离对羟基磷灰石涂层的形貌、相组成以及Ｃａ／Ｐ摩尔比有着明显的影响．随着喷涂距离的增大,羟基磷灰石粉末的熔化状态得到改善,涂层的显微结构较为致密．然而,喷涂距离的增大使得涂层的非晶化更加严重,涂层中非晶相含量增大．在实验范围内,喷涂功率对涂层结构和相组成的影响不明显．Ｃａ／Ｐ比测定显示,等离子喷涂羟基磷灰石涂层均为缺磷涂层,Ｃａ／Ｐ比随喷涂距离的增大而降低,随喷涂功率的增大而增大．     

Effect of Carbon-Containing Conducting Fillers on the Properties of Epoxy Coatings

We have established that antistatic coatings based on EP-0010 putty and graphite have low adhesion to metal and breaking strength but are resistant to the action of an operating environment. The use of carbon black as a conducting additive increases 1.5–3 times the strength of free films obtained on the basis of the given epoxy composition as compared with graphite and decreases their mass losses in an operating environment. The adhesion of epoxy coatings based on the EP-0010 composition modified by carbon black is 2–2.5 times as great as that of coatings with a graphite filler. The use of a plasticizer based on epoxidated vegetable oil instead of an inert phthalate plasticizer in a carbon-containing epoxy composition is promising and, in the case of optimal content of the components, enables one to enhance significantly the physicomechanical characteristics of antistatic epoxy coatings and their resistance to the action of the operating environment. __________ Translated from Fizyko-Khimichna Mekhanika Materialiv, Vol. 41, No. 2, pp. 109–113, March–April, 2005.     

Effect of Plasma Power on the Deposition of Diamond Coatings on Pure Titanium

Diamond coatings appear to be a promising solution for the improvement of tribological behavior of titanium alloys. By means of microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MW-PACVD), diamond coating was deposited on pure titanium using CH₄/H₂ gas mixtures under different plasma powers. Surface and interface characterization of the deposited coating under different plasma powers was carried out using SEM, grazing incidence x-ray diffraction (GIXD) and Raman spectroscopy. Adhesion of diamond coating with substrate was evaluated using an indentation tester. Results showed that adhesion of diamond coatings was not good under high plasma power, whereas the crystallinity of diamond coating was not good under low plasma power. The higher the plasma power, the larger the diamond crystal size, the less content of non-diamond carbon and the poorer the adhesion strength. During the diamond deposition, growth of TiC competed with diamond formation for the available carbon content. Relatively low plasma power inhibited TiC formation more than diamond formation. Under a high plasma power, the formation of a thick and porous TiC layer appeared to promote interfacial debonding and spallation of the diamond coating.     

喷涂功率对真空等离子喷涂羟基磷灰石涂层的影响

本文采用真空等离子喷涂设备，在不偷呐涂功率下制备了羟基磷灰石涂层，研究了热喷涂功率对羟基磷灰石涂层材料学特征的影响。实验中，使用Ｘ射线衍射仪，测定了涂层的相组成。使用扫描电子电镜，观察了羟基磷灰石涂层的表面形貌。研究结果表明，热喷涂功率对羟基磷灰石涂层的结构有着重大的影响。一方面，随着热喷涂功率的提高，涂层的非晶化加剧，涂层中非晶态的羟基磷灰石含量不断增大。另一方面，随着热喷涂功率的提高，羟基磷灰     

喷涂功率对真空等离子喷涂羟基磷灰石涂层的影响

本文采用真空等离子喷涂设备（VacuumPlasmaSprnySystem），在不偷呐涂功率下制备了羟基磷灰石涂层，研究了热喷涂功率对羟基磷灰石涂层材料学特征的影响．实验中，使用X射线衍射仪，测定了涂层的相组成．使用扫描电子电镜，观察了羟基磷灰石涂层的表面形貌．研究结果表明，热喷涂功率对羟基磷灰石涂层的结构有着重大的影响．一方面，随着热喷涂功率的提高，涂层的非晶化加剧，涂层中非晶态的羟基磷灰石含量不断增大．另一方面，随着热喷涂功率的提高，羟基磷灰石粉末的熔化状态变好，颗粒之间的结合能力加强；涂层的显微结构明显改善．     

BSAS喷涂粉体制备工艺及其对涂层性能的影响

采用不同工艺制备BSAS(BaO-SrO-Al_2O_3-SiO_2)喷涂粉体。研究喷涂粉体特性及其对等离子喷涂工艺制备的环境障涂层结构和性能的影响。结果表明:粉体造粒工艺制备的BSAS喷涂粉体颗粒不均匀,流动性差。制备的涂层粗糙,孔隙率高,结合强度为24.1MPa;造粒烧结工艺制备的BSAS喷涂粉体表面圆滑,流动性好,沉积效率高。制备的涂层结构均匀,少孔隙,无裂纹,结合强度达到29.8MPa,涂层中BSAS相保留率最高,达到53.2%;熔融破碎工艺制备的BSAS粉体呈致密不规则块状,虽然流动性好沉积效率高,制备的涂层光滑且孔隙极少,但微裂纹较多,结合强度仅为14.2MPa,粉体经喷涂后发生相结构重组,BSAS相保留率为20.5%,对涂层的高温性能不利。分析认为,造粒烧结工艺制备BSAS粉体具有工艺过程简化、粉体质量好、相稳定性高等优点,更适合于等离子喷涂的要求。