常规和纳米ZrO_2-7%Y_2O_3等离子喷涂热障层及其激光重熔后的抗热震性能

为了探讨激光重熔对等离子喷涂常规和纳米热障涂层(TBCs)的影响,采用等离子喷涂工艺在γ-TiAl合金表面制备了常规和纳米ZrO2-7%Y2O3TBCs,并对其进行激光重熔处理,研究了等离子喷涂常规TBCs、激光重熔-等离子喷涂常规TBCs、等离子喷涂纳米TBCs及激光重熔-等离子喷涂纳米TBCs 4种涂层在850℃下的抗热震性能。结果表明:4种TBCs热震失效次数依次为73,118,146,163次,相应的热震破坏形式分别为整体剥落、局部剥落、边角剥落和局部剥落;纳米结构有利于提高涂层的抗热震性能;激光重熔在一定程度上改善了等离子喷涂层的抗热震性能。     

TiAl合金表面激光重熔热障涂层组织及抗高温氧化性能

为了进一步提高TiAl合金表面等离子喷涂ZrO2-7%(质量分数)Y203热障陶瓷涂层的性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和抗高温氧化性能的影响.用扫描电镜(SEM)分析了涂层形貌和微观结构,同时对其抗高温(850℃)氧化性能进行了考察.结果表明,等离子喷涂热障陶瓷涂层呈典型的层状堆积特征,有一定的孔隙且分布有微裂纹;经过激光重熔处理后,陶瓷涂层片层状组织得以消失,致密性提高,获得了基本没有裂纹等缺陷的重熔层;整个重熔层包括界面没有明显特征的平面晶和上部沿热流方向生长的柱状晶组织.等离子喷涂热障涂层具有较好的抗高温氧化性能,经过激光重熔后可进一步提高其抗高温氧化能力.     

TiAl合金表面激光重熔等离子喷涂MCrAlY涂层研究

为了进一步提高TiAl合金表面等离子喷涂MCrAlY涂层的高温氧化性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织及抗氧化性能的影响.用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层氧化前后的表面形貌、微观组织和相组成.结果表明:经过激光重熔处理后,涂层片层状组织得以消失,致密性提高,消除了喷涂层的大部分孔洞、夹杂等缺陷,同时使Al元素在涂层表面的重新分布,形成了Al的富集区;等离子喷涂MCrAlY层能显著提高TiAl合金的抗高温氧化性能,经过激光重熔后可进一步提高其抗高温氧化性能.     

激光表面重熔等离子喷涂陶瓷涂层的研究与发展

总结了等离子喷涂陶瓷涂层的缺欠以及激光重熔等离子喷涂陶涂层所存在的问题,在分析问题产生原因的基础上,提出了防止激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层裂纹,气孔和剥等问题的同时指出了激光了涂陶瓷涂层的发展趋势。     

铜合金表面热喷涂镍基合金层激光重熔后的显微组织及耐磨性能

为了满足工业领域铜合金传热、耐磨、耐腐蚀性能优异的要求,对铜合金表面先等离子喷涂NiCrFeWBC自熔合金层,再进行激光重熔.采用现代分析技术研究了重熔处理对涂层显微组织及耐磨性能的影响.结果表明:等离子喷涂NiCrFeWBC自熔合金涂层重熔后层状组织、孔洞等缺陷完全消失,激光熔覆层与铜基体为冶金结合,涂层致密、组织均匀;熔覆层由表及里依次呈等轴晶、树枝晶及胞状晶形貌,并有WC,W_2C,Ni_3B等颗粒析出;熔覆层磨损性能明显高于铜合金基体及热喷涂涂层,磨损机理为典型的磨粒磨损.     

激光重熔过程中激光功率对镁合金表面等离子喷涂YSZ涂层结构的影响

为了提高铝合金的综合性能,采用等离子喷涂技术在AZ31B镁合金表面沉积氧化钇部分稳定二氧化锆(YSZ)涂层,并采用二氧化碳激光器对涂层表面进行重熔处理,利用X射线衍射仪、扫描电镜及三维激光成像显微镜研究了重熔激光功率对涂层物相组成、组织结构及表面形态的影响规律。结果表明:YSZ涂层在激光表面重熔过程中保持了相结构的稳定性,即喷涂态及激光重熔后的涂层均由非转变型的四方相组成;随激光功率的增大,重熔区厚度不断增加,且喷涂态涂层的层状组织结构在激光重熔后消失,气孔率降低;在激光处理过程中,产生了大量的内应力,导致纵向(垂直于涂层表面)裂纹的萌生及扩展;涂层表面粗糙度随激光功率的增加而不断降低,并且在功率低于400 W时下降更明显。     

汽车用316L不锈钢激光/等离子喷涂Co-Cr3C2涂层组织与结合强度分析

为了提高汽车用316L不锈钢表面的机械强度,采用激光/等离子喷涂的方法制得Co-Cr3C2涂层,并与等离子喷涂层进行比较,试验测试分析了涂层的微观组织及沉积过程中的焰流形态。分析结果表明:采用等离子喷涂制得的涂层存在大量孔隙;利用激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层具有明显的冶金结合特征,涂层中的孔隙裂纹较少。以激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层孔隙率小于等离子喷涂层的,结合强度高。等离子喷涂形成了完全熔融、部分熔融以及没有熔融的3种颗粒;采用激光/等离子进行喷涂制得的涂层内没有产生尺寸较大的的未熔颗粒,达到了更好的铺展状态,形成了尺寸更小的晶粒,显著降低了涂层中的裂纹与孔洞数量,提高了涂层的表面硬度与耐磨性。     

等离子喷涂-激光重熔陶瓷涂层存在问题及改进措施

等离子喷涂是目前国内、外最常用的金属表面陶瓷涂层技术，但涂层的组织呈粗大的片层状、孔隙度较高、裂纹较多，且涂层与基材间为机械结合。等离子喷涂层的激光重熔为这一技术难题的解决提供了一条新的途径，使陶瓷材料的优异性能充分发挥出来。为此，综述了国内、外激光表面重熔等离子喷涂陶瓷涂层的研究现状，总结了等离子喷涂陶瓷涂层激光重熔后的组织特征与性能特点，分析了激光重熔过程中存在裂纹和剥落等问题的原因，提出了这些问题的解决途径，并展望了该项技术的应用前景。     

激光-等离子束复合制备热障涂层高温性能试验研究

在GH536高温合金基材上,采用矩形积分透镜,激光重熔等离子喷涂NiCrAlY/8YSZ热障涂层。1050℃的静态氧化试验和热震试验的结果表明:激光重熔可以改善热障涂层的抗氧化性能,能量密度33J·mm-2的激光重熔试样具有高于等离子喷涂试样的热震寿命,氧化阻力的改善与重熔层致密组织有关,微细网状裂纹释放热震应力的作用是热震寿命提高的主要原因。     

铜基体低压等离子体钨喷涂层激光重熔后的结构与性能

在紫铜上直接喷涂的金属钨(W)层容易出现早期剥落。采用低压等离子体技术制备了Ni-Cu底层、Ni-W中间层和W层;利用大功率CO2激光束对W涂层重熔,研究了激光重熔处理对W涂层显微组织、致密度、结合强度及显微硬度的影响。结果表明:低压等离子喷涂的W层主要呈层状结构,W颗粒熔化不充分,涂层中存在大量的孔洞等缺陷;激光重熔后,W涂层表面的W颗粒已完全熔化,并在激光冷效应的作用下形成了一层厚度约为300μm的细晶组织,W涂层的致密度、结合强度得到了明显的提高。     

热喷涂

20 0 0 0 40 1　真空等离子喷涂 Co Cr Aly合金的激光处理——Wielage B. Surface Engng,1998,14 ( 5 ) :3 91(英文 )采用真空等离子喷涂技术在钢基体上沉积 Co-17Cr-12 .5 Al-0 .45 Y合金涂层 ,然后用高能连续波 CO2 激光进行处理。用光学显微镜和扫描电镜对被处理合金的显微结构和热影响区进行了分析 ,使用滑动磨损、微振磨损和划痕试验等方法 ,对涂层的耐磨性进行了评价。2 0 0 0 0 40 2　长效复合涂层—— Kjernsmo D. Protect CoatEurope,1998,3 ( 11) :(英文 )1997年 ,挪威人着手实施了一个优选长效复合涂层系统的现场试验。…     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr层激光重熔后的冲蚀性能

利用激光重熔技术对超音速火焰喷涂(HVOF)涂层进行改性处理,可改善涂层质量.采用HVOF技术在低碳钢表面喷涂Cr3C2-NiCr层,然后对其进行激光重熔处理,考察了熔覆后涂层的冲蚀性能.结果表明:HVOF层激光重熔后以不同角度冲蚀,30°冲蚀时冲蚀率最大,表现为塑性材料的冲蚀性能;激光重熔HVOF层在冲蚀初期冲蚀率较大,随着冲蚀次数的增加,冲蚀率降低,冲蚀性能最终优于低碳钢和HVOF层;HVOF层激光重熔后致密性提高.     

YSZ纤维增强等离子喷涂Al2O3/8YSZ涂层耐磨性能研究

将纤维增韧理念应用在等离子喷涂涂层设计中,可提升陶瓷涂层的断裂韧性,解决等离子喷涂陶瓷涂层韧性不足的问题。采用大气等离子喷涂技术制备了添加4%和8%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆(YSZ)的YSZ纤维增强Al_2O_3/8YSZ涂层,对纤维增强涂层的断裂韧性及耐磨性能进行了研究。结果表明:等离子喷涂YSZ纤维增强Al_2O_3/8YSZ陶瓷涂层由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和t′相组成;添加YSZ纤维后,涂层的断裂韧性明显改善,添加8%YSZ纤维复合涂层的KIC达2.924 MPa·m~(1/2),涂层的显微硬度变化较小;在相同磨损工况下,相比于未添加纤维的涂层,YSZ纤维增强涂层的耐磨性显著提高,其中,添加8%YSZ纤维后复合涂层的耐磨性是未添加涂层的2.5倍。     

激光熔覆制备Ni60−WC−Co复合涂层工艺与性能研究

目的 提高机械设备用06Cr19Ni10钢的性能,采用激光熔覆制备Ni60?WC?Co复合涂层。方法 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验仪,研究了不同激光功率对复合涂层的微观形貌、硬度和耐磨性的影响。结果 随着激光功率增大,复合涂层与基体之间紧密结合,致密均匀,球形WC颗粒均匀分布于复合涂层中,硬度、磨损量均先增大后减小;当激光功率过大时,复合涂层中WC颗粒增多,且部分WC颗粒发生热分解,生成的气体产生气孔。复合涂层物相主要由WC、W2C、γ?Ni、FeNi3、FeCr0.29Ni0.16C0.06、CoCx、Co3B2等相组成,复合涂层由顶部的树枝晶、中部的等轴晶和底部的柱状晶组成;当激光功率为1.5 kW时,硬度最高,磨损量最小,耐磨性最佳,磨损表面无明显磨损沟槽,主要呈磨粒磨损。结论 最优激光功率为1.5 kW,在此工艺下制备的Ni60?WC?Co复合涂层,可以提高机械设备用06Cr19Ni10钢的硬度和耐磨性。     

20CrMo钢Co-Cr-W涂层激光合金化的组织与耐磨性

在20CrMo 钢表面等离子喷涂不同厚度的 Co-Cr-W 涂层,经激光重熔后,获得不同的表面合金成分。建立了计算表面合金化元素含量表达式。在17Co7Cr3W 与52Co22Cr9W 成分和相应的马氏体及γ-Co+M23C6组织状态下,发现随合金化元素 Co,Cr,W 含量增加,有两个硬度峰值。耐磨试验表明,表面合金17Co7Cr3W 在空气中具有较高的耐磨性,而表面合金52Co22Cr9W 在0.5mol/LH_2SO_4和1%NaCl 腐蚀介质中,高载荷时耐磨性显著改善。与等离子喷涂表面相比,两个合金化成分都显示出良好的耐磨性。     

激光重熔锌铝基陶瓷复合层的组织与性能

采用金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计以及微动磨损机研究了激光重熔等离子喷涂锌铝基Al2O3复合陶瓷涂层的组织结构、硬度及其耐磨性能.研究结果表明:等离子喷涂层由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,层间为机械结合界面;经激光重熔后的组织为单一的体心四方结构的δ-Al2O3相,其点阵常数a0=7.943×10-8cm,c0=23.500×10-8cm,Al2O3与基体间的界面结合状况得到明显改善;熔覆后的Al2O3涂层硬度达150～170 HV100g,耐磨性能(S=L 988)比基体材料(S=2.837)有较大提高,其磨损机制是疲劳磨损和磨粒磨损,但以磨粒磨损为主.     

铝合金基材表面耐磨性能强化研究现状

铝合金材料具有密度低、强度高、易加工等优点,已被广泛应用于汽车和航空航天等领域。为了延长铝合金零件在磨损、腐蚀等环境下的服役寿命,目前开发了众多先进的表面工程技术,实现了对铝合金基体的性能强化。基于此,本文综述了等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、激光重熔、氩弧重熔、冷喷涂、电火花沉积、激光熔覆、微弧氧化等九种表面技术对铝合金处理以强化耐磨性能的研究工作。大量研究发现,这些表面技术均在一定程度上提高了铝合金基体的耐磨性能。例如,等离子喷涂涂层可有效减轻高温条件下基体的磨损;重熔技术制备的涂层比喷涂涂层具有更高硬度和更优异的耐磨性能;采用硬质颗粒的冷喷涂技术制备的涂层具有显著提高的显微硬度;电火花沉积技术制备的沉积层内部均匀分布着高强度枝蔓状的Si相,能够极大地减小基体的摩擦系数。同时,本文总结了以上技术的优缺点及适用范围。例如,热喷涂效率高但易造成热应力集中,导致涂层与基体之间的结合强度降低;氩弧重熔在低熔点和易蒸发的金属和合金上重熔困难;激光重熔可消除大部分孔隙及夹杂的氧化物,但设备成本较高。最后,本文从采用多种技术复合处理、优化涂层工艺参数、加强新技术研发等方面,对未来铝合金基材表面耐...     

国外文摘

国外文摘责任编辑占小玲喷涂９５０４００１等离子喷涂氧化铝涂层的激光重溶──ＬｏＰｅｚＶ．ＭａｔｅｒＳｃｉＥｎｇ，１９９３，１７２（１～２）：１８９（英文）分析了激光重熔等离子喷涂氧化铝涂层的厚度（１００、２００和３８０μｍ）对低合金钢性能的影响。激光...     

Al合金超音速等离子喷涂WC/Co涂层的组织结构

采用超音速等离子喷涂技术制备了WC/Co涂层,利用扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计对涂层的组织结构和硬度进行了表征。结果表明,超音速等离子喷涂层微观组织为多边形WC硬质相分布于Co基体中,未见WC分解现象。在涂层同基体结合界面处,部分区域喷涂粒子嵌入Al合金基体之中。与Al合金基体相比,超音速等离子喷涂层硬度显著提高,达到876HV0.2。     

超音速等离子喷涂12Co-WC涂层在含沙油润滑条件下的摩擦学行为

为探讨含沙油润滑条件下材料的磨损问题,采用超音速等离子喷涂技术在45钢表面制备了12Co-WC涂层.使用T-11球-盘式摩擦磨损试验机考察了涂层在含沙油润滑条件下的摩擦磨损性能.结果表明.超音速等离子喷涂12Co-WC涂层具有致密的组织、高的强度和硬度,在含沙油润滑条件下的摩擦系数略低于灰铸铁,耐磨性比灰铸铁提高4～8倍,同时磨损体积对沙粒尺寸和沙粒含量的变化不敏感.超音速等离子喷涂12Co-WC涂层的失效以磨粒磨损及WC颗粒和喷涂粒子剥落为主.