电弧喷涂4Cr13涂层预处理工艺及组织与性能研究

采用喷砂粗化、喷砂+喷涂打底涂层、喷砂+电拉毛这3种工艺对QSTE420TM钢板进行表面预处理,之后采用相同工艺进行电弧喷涂4Cr13涂层,分析了涂层组织和断口形貌,测试了涂层的显微硬度和结合强度,对比了3种预处理工艺对涂层组织和性能的影响.结果表明:电弧喷涂4Cr13涂层组织呈现出典型的层状结构;不同的表面预处理工艺对涂层的结合强度影响显著,喷砂粗化+喷涂打底涂层能使4Cr13涂层获得最优的综合性能.     

不同电弧喷涂工艺对3Cr13钢涂层结合强度的影响

研究了喷涂电压、喷涂电流、表面预处理、预热、后热处理对电弧喷涂3Cr13钢涂层结合强度的影响.结果表明：电弧喷涂φ2 mm的3Cr13钢丝材的适宜电压、电流为28～35 V、170～180 A;喷砂处理是提高涂层与基体结合强度的最佳表面预处理工艺;采用合适的表面预处理、喷涂打底层、严格控制基体的热量输入是提高涂层结合强度的有效途径.     

高速电弧喷涂再制造曲轴FeAlCr/3Cr13复合涂层的性能研究

高速电弧喷涂再制造曲轴的使用寿命与涂层的结合强度和耐磨性有很大的关系。为了提高涂层的性能,研究了新型FeAlCr/3Cr13复合涂层的组织结构和力学性能,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构、相组成和残余应力。利用显微硬度计和CETR微动摩擦磨损试验机等试验设备对涂层的力学性能进行了分析。结果表明,喷涂FeAlCr粉芯丝材作为打底层,合金元素反应充分,复合涂层组织均匀、致密,空隙率约9.87%。复合涂层相组成主要由韧性相α-Fe和硬质相Cr23C6、(Fe,Cr)固溶体组成,氧化物含量较低,约3.2%,复合涂层平均残余应力较小,约67.6 MPa,平均显微硬度HV0.1为4000 MPa,结合强度约46.6 MPa,油润滑高载摩擦条件下复合涂层表现出较好的耐磨性能。     

电弧喷涂工艺参数对7Cr13增强Fe基涂层组织及性能的影响

采用电弧喷涂技术在A3钢表面制备7Cr13增强Fe基涂层,利用正交试验研究了喷涂工艺参数对涂层硬度、孔隙率和磨损质量损失的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层硬度和磨损质量损失最主要的参数为喷涂电流,影响涂层孔隙率的最主要参数为喷涂电压。优化的工艺参数为:喷涂电流160 A,喷涂电压36 V,喷涂距离200 mm,喷涂气压0.5 MPa,7Cr13增强Fe基涂层组织呈现出典型的网络框架结构,其涂层硬度为373.7 HV,孔隙率为19.5%,磨损质量损失1.27 mg,具有较好的综合性能。     

电弧喷涂工艺参数对3Cr13涂层性能的影响

采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备3Cr13涂层,利用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层硬度、孔隙率和磨损质量损失的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层硬度和磨损质量损失最主要的参数为喷涂电流,影响涂层孔隙率的最主要因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电流120 A,喷涂电压32 V,喷涂距离230 mm、喷涂气压0.5 MPa,涂层硬度达608 HV0.1,孔隙率13.65%,磨损质量损失为3.10 mg,综合性能较好。     

高速电弧喷涂3Cr13钢涂层的组织及在含细沙油润滑条件下的磨损性能

为了解决含沙油润滑条件下材料的磨损问题,采用高速电弧喷涂技术制备了3Cr13钢涂层,使用SEM、XRD及MM200摩擦磨损试验机测试了涂层的组织结构及在含细沙油润滑条件下的磨损性能.结果发现,高速电弧喷涂3Cr13钢涂层组织致密,孔隙率<2%,结合强度>40 MPa,在含细沙油润滑条件下的耐磨性比38CrSi钢提高1.3～1.8倍,高速电弧喷涂3Cr13钢涂层的失效以磨粒磨损和扁平粒子的剥离为主.     

高速电弧喷涂涂层的性能

分析了高速电弧涂层的结合强度、涂层显微硬度以及涂层孔隙率，并与普通电弧喷涂涂层对比，证明喷涂粒子飞行速度的提高，极大提高了涂层性能。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的组织结构研究

采用粉芯丝材结合高速电弧喷涂(HVAS)技术原位合成了Fe-Al/Cr3C2复合涂层,使用SEM﹑TEM﹑X-Ray等手段研究了涂层的组织和相结构.结果表明,涂层机械结合紧密;涂层具有致密的层状结构,扁平颗粒小,氧化物膜细小,硬质点相分布均匀,孔隙率低;在涂层中存在着多种结构复杂的组织和化合物相,基体相FeAl和Fe3Al,硬质相Cr3C2、Fe3C及AlFe3C0.5,氧化物相FeO·Al2O3、Cr2O3;不同物质相之间存在着平行的晶体学取向关系,从而提高了涂层的力学性能.     

热电厂用高速电弧喷涂FeCrAl/WC涂层的性能研究

利用高速电弧喷涂技术将自行研制的FeCrAl/WC粉芯丝材制备出FeCrAl/WC复合涂层。采用EDS谱、XRD谱和成分分析系统测到FeCrAl/WC涂层的组成为84％FeCr 16％(WC、W2C、少量(FeCr)2O3和Al2O3)。通过对涂层的显微组织和力学性能的研究，得出FeCrAl/WC复合涂层的组织呈现出典型的层状结构特征；涂层综合力学性能优异，具有较高结合强度、高致密度、较佳的耐热震性能等特点。结果表明，该涂层在所测的力学性能方面能适用于热电厂燃煤锅炉管道的服役条件，能够满足实际工况应用的需要。     

高速电弧喷涂铝涂层性能试验研究

本文对高速电弧喷涂铝涂层和普通电弧喷涂铝涂层进行了对比试验研究。结果表明：高速电弧喷涂粒子束更加集中,粒子的飞行速度显著提高,粒子的雾化效果明显改善。高速电弧喷滁铝涂层具有结合强度高、硬度高、孔隙率低、组织致密等特点。     

电弧喷涂工艺参数对Zn-Al合金涂层性能的影响

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢表面制备Zn-Al合金涂层,利用正交试验研究了喷涂工艺参数对涂层结合强度、孔隙率和显微硬度的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层结合强度的最显著因素为喷涂气压,影响涂层孔隙率的最显著因素为喷涂电压,影响涂层显微硬度的最显著因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电压30 V、喷涂电流180 A、喷涂距离150 mm、喷涂气压0.7 MPa时,Zn-Al合金涂层组织呈现出典型的网络框架结构,其结合强度为32.5 MPa,孔隙率为2.1%,显微硬度为49.45HV0.05,具有较好综合性能。     

纳米封孔7Cr13电弧喷涂涂层的组织与耐腐蚀性

采用电弧喷涂工艺在基体Q235钢上喷涂了厚度约为150μm的7Cr13涂层,并采用3种封孔工艺对涂层进行封孔处理,封孔剂采用添加不同含量的纳米Al2O3异丙醇溶液的有机硅透明树脂.用乙酸盐雾腐蚀、全浸泡腐蚀以及电化学腐蚀检测了7Cr13涂层与对比材料镀铬层的耐腐蚀性能.结合扫描电镜、光学显微镜对腐蚀前后试样的表面形貌进行了观察和对比.结果表明,涂层呈层状结构,涂层封孔后孔隙率明显降低,涂层结合强度为47 MPa,远高于镀铬层,封孔涂层的耐腐蚀性明显优于未封孔涂层,纳米封孔7Cr13涂层的耐腐蚀性能优于镀铬层.     

碳化硼对电弧喷涂涂层性能的影响

将碳化硼(B4C)陶瓷粉末和其它合金元素与304L不锈钢带轧制成粉芯丝材,采用电弧喷涂技术制备金属陶瓷复合涂层.研究了B4C在电弧喷涂中的应用.利用XRD,SEM对涂层的形貌、相组成和磨损表面进行了分析.利用自行设计的高温磨粒磨损装置和高温冲蚀设备分别评价了B4C对涂层耐高温磨粒磨损性能和耐高温冲蚀性能的影响.结果表明,粉芯丝材喷涂工艺良好,B4C陶瓷与粉芯中其它组分反应,可以形成含Fe3B,CrB,FexN i23-xB6,Fe23(C,B)6,(Cr,Fe)7C3和Fe3C等硬质相的复合涂层,大幅度提高了涂层的硬度和耐磨耐冲蚀性能.     

高速电弧喷涂Fe-TiB2/Al2O3复合涂层的组织及性能

采用低碳钢包覆0～70%TiB2/Al2O3硬质相的粉芯丝材和高速电弧喷涂(HVAS)原位合成MMC涂层,分析和测试了涂层的组织、相组成及耐磨粒磨损性能.结果表明:涂层的性能由其组织和相组成决定,HVAS的非平衡制造过程在涂层中形成多种相:在Fe基固溶体上存在TiB2、Al2O3、FexB及少量的金属间化合物AlFe3和NiAl;随着TiB2及Al2O3在涂层中体积分数的增加,涂层的耐磨粒磨损性能明显提高,磨损质量损失随陶瓷相体积分数的增加呈线性减少;添加合金元素Ni和Al可降低孔隙率,增加涂层耐磨性.使用HVAS方法制备了含TiB2的高性能耐磨复合陶瓷涂层.     

纳米TiC对高速电弧喷涂FeNiTi/Cr3C2涂层组织与性能的影响

研制适用于火电厂超临界锅炉管道抗高温冲蚀的FeNiTi/Cr3C2高速电弧喷涂材料,研究了纳米TiC对于高速电弧喷涂层组织与性能的影响。结果表明:FeNiTi/Cr3C2涂层基体相结构为含Cr、Ti元素的Fe-Ni基固溶体;添加纳米TiC可以明显提高涂层的硬度、内聚强度和结合强度;涂层表现出了良好的抗热腐蚀性能,腐蚀时间超过50h,达到20钢的15倍;添加纳米TiC的FeNiTi/Cr3C2涂层具有优良的抗高温冲蚀性能。     

高速电弧喷涂FeMnCrAl/Cr3 C2涂层热腐蚀行为

用高速电弧喷涂技术和自行研发的FeMnCrAl/Cr3C2粉芯丝材,在20钢样品表面制备了FeMnCrAl/Cr3C2涂层,采用光学显微镜、场发射扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法,对FeMnCrAl/Cr3C2涂层的显微组织和热腐蚀行为进行了研究,并与20钢做了对比试验研究.结果表明:FeMnCrAl/Cr3C2涂层主要由固溶相的凝片叠加组成,中间夹杂着氧化物相、未熔颗粒相和孔隙;FeMnCrAl/Cr3C2涂层抗热腐蚀性能明显优于20钢基体,热腐蚀增重约为20钢的1/3-1/4,涂层抗腐蚀性能提高的原因主要是:涂层热腐蚀后表面生成具有保护性的、致密的含Al、Cr氧化物和Cr与Fe的复合氧化物,阻碍了涂层进一步腐蚀.     

铝合金表面电弧喷涂铝涂层工艺与性能

采用电弧喷涂工艺在6061铝合金基体表面喷涂高纯铝涂层,利用金相显微镜对涂层的组织进行观察,分析了基体与涂层的结合方式,测量了涂层的孔隙率.并采用质量分数为5%的NaCl溶液浸泡试验、盐雾试验和电化学试验,检验了涂层的耐腐蚀性.结果表明,利用电弧喷涂技术可以在6061铝合金基体表面形成均匀、致密、孔隙率低、结合良好的高纯铝涂层;高纯铝涂层耐腐蚀性较好,对铝合金基体起到了保护作用,涂层经过封孔工艺处理后保护作用更好.