管约束钼丝电爆喷涂涂层特性

采用连续送丝的管约束电爆喷涂方法,进行钼丝的电爆喷涂实验,分析不同初始充电电压和喷涂距离所得涂层的结合强度,以及涂层表面形貌和截面特征。结果表明:在一定的喷涂距离范围内,可获得完全由液态金属撞击基体表面形成的液态喷涂层。根据VDI3198检测标准,液态喷涂层的结合强度属于HF-1～HF-3级。随着喷涂距离的增加,喷涂材料中掺杂的固相颗粒增多,所得涂层的结合强度变小。初始充电电压升高,获得液态喷涂层的最大喷涂距离减小。     

电爆过程中能量密度与爆炸产物变化的关系

电爆应用于材料喷涂有独特优势.电爆过程中爆炸产物的特性及其演变直接影响涂层质量.利用高压电场中金属丝段电爆方法,通过改变初始充电电压和金属丝的直径,调节沉积在金属丝上的能量密度,进行系列电爆试验;同时,利用探针收集电爆过程中的产物并进行显微分析.结果表明,金属丝电爆最初产物中含有液相和气相,随着膨胀距离的增大转变为固相.当基体处在爆炸产物未凝固的膨胀距离内,可得到液相喷涂层或气相喷涂层.提高能量密度可以提高产物中气相的膨胀距离,同时减少产物中液相成分所占比例.当能量密度大于125 J/mm3,爆炸产物中液相成分可达5%,气相膨胀距离约为9.5 mm.     

喷涂工艺参数对硅灰石涂层结构的影响

采用等离子喷涂方法,在不同喷涂距离、主气流量和喷涂功率下制备硅灰石涂层.使用扫描电镜观察了涂层的微观形貌,研究了喷涂工艺参数对涂层结构的影响.结果表明,在较大主气流量下,随着喷涂距离增加,涂层粒子扁平化程度降低,涂层内孔隙逐渐增多;在较小主气流量下,涂层粒子扁平化程度随喷涂距离增加呈现先增加后减小的趋势.主气流量增加,涂层致密,粒子扁平充分.喷涂功率增加,粒子熔化好,涂层致密;但随喷涂功率进一步增加,涂层中出现较多的圆形孔隙.喷涂工艺参数对涂层结构的影响主要通过影响熔融粒子的温度和速度所致.     

粉末电爆喷涂方法制备Ti3SiC2涂层

在自制的连续送粉电爆喷涂设备上,以Ti3SiC2粉末为电爆喷涂材料制备了Ti3SiC2涂层.根据所制备涂层的表面形貌和截面特征,分析了充电电压、粉末粒径、石墨掺入量对电爆喷涂过程的影响.结果表明,粉末粒径为28μm,充电电压高于15 kV、掺入的石墨粉为10％时,涂层沉积率较高,均匀性较好.XRD分析表明,涂层由TiC...     

电爆喷涂粒子的约束调控机制及对沉积行为的影响

采用对喷涂粒子进行槽内约束的电爆喷涂方法,研究了喷涂粒子在垂直槽中的约束调控机制及其沉积行为。结果表明:约束深度达20mm时,即喷涂距离为丝径的100倍时,仍可获得连续、均匀的涂层。约束宽度从6mm减小至2 mm,涂层表面呈现出由粗糙的\"丘壑状\"形貌向均匀的\"薄饼状\"形貌逐渐过渡的演变趋势,且涂层厚度显著提高;能量密度从57 J/mm~3提高至152 J/mm~3,同样可提高涂层厚度并改善涂层均匀性。对喷涂粒子进行收集,发现减小约束宽度和提高能量密度均可有效细化喷涂粒子并使喷涂粒子粒径分布更加均匀。分析认为,由焦耳加热导致的\"热膨胀效应\"和击穿电弧伴生的\"压力效应\"共同决定电爆冲击波和喷涂粒子的形成,并随能量密度和约束参数的变化,对喷涂粒子表现出不同的约束调控作用,使其沉积行为产生显著差异。     

丝电爆炸喷涂方法用于管内壁钼涂层的制备

开发一种管内壁连续丝电爆炸喷涂装置,在不锈钢管内进行钼丝的电爆炸喷涂试验,分析不同能量密度下涂层的表面形貌以及与基体的结合形态.结果表明,涂层主要是由爆炸产物中熔融液滴直接撞击基体表面形成.随着能量密度的提高,涂层由液相堆积层向液相喷涂层转变;进一步增大能量密度E,当E>350 J/mm3时,熔融金属粒子尺寸减小,温度增高,冲击速度变大,从而获得表面平整喷涂层,该类型涂层与基体结合强度高,但爆炸产物中的气相粒子份额增多,涂层的沉积率降低.     

腔内约束电热爆喷涂涂层的形成

在内径为7 mm的聚乙烯爆炸腔进行钼丝的电热爆喷涂试验,用扫描电镜观察涂层的表面和截面形貌、涂层厚度,分析涂层与基体的结合情况.结果表明,爆炸腔内钼丝的爆炸产物在基体上会形成一个喷涂圆面,由中心涂层区和外围粘结层组成.中心涂层区在喷涂距离5～8 mm时,所得涂层致密、厚度均匀,与基体结合良好,局部界面附近存在元素扩散现象;外围粘结层随喷涂距离的增大而消失.大面积喷涂层可由单个喷涂圆面的合理搭接来形成,通过多次喷涂可增加涂层的厚度.     

电弧喷涂工艺参数对JCW-B涂层性能的影响

采用正交设计方法和通过极差分析研究了电弧喷涂工艺参数对JCW-B涂层结合强度和耐磨性的影响.结果表明,影响涂层性能的工艺参数主要是电弧电流,其次是喷涂距离和雾化空气压力.涂层结合强度值随电弧电流的增大而增加.涂层中的孔隙率是影响涂层结合强度的主要因素,氧化物含量是影响涂层耐磨损性能的主要因素,采用适中的电弧电流可减少涂层中的孔隙率和氧化物数量,有利于提高涂层的结合强度和耐磨性,获得具有良好综合性能的涂层.     

保护气氛中丝电爆喷射沉积工艺

开发了在保护气氛中丝电爆喷射沉积装置,在小直径圆柱体上选用纯铝丝进行电爆喷射沉积试验。分析沉积层形成过程中的影响因素与显微硬度。结果表明:在试验沉积距离下,宽度为3 mm的约束槽中发生电爆获得约4 mm宽的沉积层。整个圆柱面搭接沉积后,沉积层的厚度趋于均匀。当电容充电压为9 kV,铝丝直径为0.3 mm时,获得的沉积层的孔洞率最小、硬度值最高。沉积层中晶粒尺寸约为4 μm。     

电热线爆定向喷涂制备stellite/WC复合涂层的特性

利用电热线爆定向喷涂方法在45钢基体上制备了stellite/WC复合涂层,运用扫描电镜及能谱分析对复合涂层的形貌、微观结构以及涂层的基体结合机理进行了分析,利用纳米硬度计测量了复合涂层的硬度和弹性模量.结果表明:涂层致密,无层状结构出现;喷涂过程中涂层颗粒在基体上的快速凝固使得涂层晶粒细小均匀,晶粒为200～500 nm;涂层与基体界面发生了元素扩散现象,为扩散-冶金结合;涂层硬度的最大值为18.6 GPa,模量的最大值为310 GPa,硬度和模量沿横截面都呈现先增加而后减小的变化趋势.     

Influence of current injection ways on efficiency and size of powders in preparation of nano-powders with electrical explosion

Wire electrical explosion may result in the existence of micro-sized large particles in powders while current injection ways may influence the size and content of micro-sized large particles. Therefore, two kinds of electrical explosion devices with different electrodes by gas discharge were designed in this paper. The pole-board electrodes and the cone electrodes were used respectively for studying copper wire electrical explosion process. The current and voltage data were measured with the Rogowski coil and high voltage probe. The results show that the pulverizing process of electrical explosion is more efficient when the wire electrode current density injected into the cone electrodes is approximately twice as much as the pole-board electrodes. The content of micro-sized large particles is the least among the products of the electrical explosion, when the total deposition energy of the wire prior to vaporization stage is 2. 5 times larger than that of the theoretical value of the completed vaporization.     

电爆炸喷涂技术用于模具表面强化的研究

采用电爆炸喷涂技术,将商用材料2Cr13喷涂在生物质能材料固化颗粒成形模具表面,通过对涂层进行扫描电镜、能谱分析、强度试验可知,2Cr13经电爆炸喷涂技术在模具表面形成的涂层致密、无微裂纹、空洞较少、合金元素烧损少、与基体结合强度高。将这种经电爆炸喷涂强化后的生物质颗粒成形模具用于生产考核,寿命可提高一倍。试验与生产考核的结果为人们采用普通钢+电爆炸喷涂表面强化工艺代替用昂贵的模具钢来制作模具提供了依据。     

Effects of spraying parameters onto flame-sprayed glaze coating structures

Thanks to their design characteristics (i.e., colors, brightness, opacity, etc.) and/or physical properties (i.e., durability, low thermal conductivity, tightness, etc.), glazes find numerous applications, from art ornamenting to protection against corrosion. Glazing consists in coating a substrate by fusing various mineral substances over it. This is a low cost process and hence can be applied on large surfaces. Conventional glazing process needs a relatively high temperature treatment (i.e., up to 1400 °C) that heat-sensitive substrates do not sustain.Thermal spraying may be a good solution to prevent the substrate from thermal degradation. Flame spraying was considered as the spray technique due to its low operating cost and the possibility to adapt the glaze transition temperature to the operating parameters.When spraying glazes, the coating formation mechanism is different from the one encountered with crystallized ceramic materials. Indeed, the high surface tension of those feedstock prevents the particles from being totally spread (i.e., “dewetting” phenomena). Here, the coating results from the coalescence of impinging particles to form a monolayer.The effects of glaze morphology on coatings were studied in this paper. Chemical analysis also permitted to determine the influence of spray parameters on glaze compositions, that can affect glazes thermal properties and hence modify coating structures. At last, the effects of operating parameters on coating architecture were analyzed by experimental design.     

电镀工艺参数对金刚石锯丝复合镀层质量影响研究

本文进行了采用复合电镀法制备电镀金刚石锯丝试验,重点分析了上砂与镀层加厚阶段采用不同的阴极电流密度与时间,对锯丝复合镀层外观质量、锯丝表面金刚石磨粒含量和磨粒埋入深度的影响.研究结果表明,当锯丝表面固结粒度为20 μm的金刚石磨粒时,上砂与镀层加厚阶段均可采用2.0A/dm2的阴极电流密度,对应的最佳电镀时间分别为7 ...     

喷涂距离对冷喷涂Al涂层性能的影响

采用冷喷涂法制备Al涂层,测定所获涂层的沉积率、显微硬度,并分析涂层与基体的结合情况,研究了喷涂距离对Al涂层的影响。结果表明,喷涂距离为30 mm时涂层的沉积率及显微硬度较高,与基体结合效果较好,而其他距离下涂层性能劣化的原因为颗粒下降速度不稳或发生粒子散射。     

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。