超音速等离子喷涂Mo-W涂层的力学性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了Mo-W合金涂层,利用场发射扫描显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计分析测试了涂层组织、硬度,利用球-盘式摩擦磨损试验机研究了磨损载荷及频率对Mo-W合金涂层摩擦学性能的影响。结果表明:质量比为3:1的Mo、W机械混合粉喷涂后涂层中Mo、W元素质量比接近3:1。涂层组织致密,与基体结合为机械结合,表面平均显微硬度为563.2 HV0.1。Mo-W涂层的显微硬度、耐磨性和减摩性比基体45CrNiMoVA钢有所提高,且载荷越大,涂层的耐磨性和减摩性优势越明显。Mo-W涂层与Si3N4陶瓷的摩擦磨损机制以磨料磨损和氧化磨损为主。当磨损载荷变大和磨损频率变高时,疲劳剥落磨损表现明显。     

低压等离子喷涂纳米YSZ涂层的结构及力学性能

采用低压等离子喷涂技术制备具有新型结构的纳米YSZ涂层,研究电弧电流和粉末松装密度对涂层微观结构以及力学性能的影响。结果表明,松装密度为0.95g/cm3的粉末在喷涂过程中因电流升高而引起的晶粒生长的程度远低于松装密度为1.4g/cm~3的粉体。当电流超过350A后,两种粉末所对应的涂层的Weibull模量分布均发生从二元结构向单一值的转变,但转变后涂层的结构均呈现出有别于传统涂层结构的细等轴晶结构。硬度与弹性模量的分析结果表明具有细等轴晶结构的涂层较在350A电流下形成的二元结构纳米涂层具有更高的平均硬度与弹性模量。当采用密度为1.4g/cm~3的粉末时,所对应涂层的断裂韧性Weibull曲线随电流波动较大。     

等离子喷涂WC复合涂层耐磨性能

利用大气等离子喷涂技术在45钢基体上制备了WC复合涂层,采用Ml-10摩擦磨损试验机研究了涂层在干摩擦条件下摩擦磨损性能.结果表明:涂层比基体耐磨性高很多,未出现硬质相的剥落;涂层具有典型的"软基体加硬质相"耐磨组织结构,Ni包Al粉末的加入强化了软相,涂层在干摩擦条件下表现出来比较优良的耐磨性;由于气孔不可避免存在于涂层,涂层磨痕在气孔处出现断裂和塌陷现象,因此提高涂层致密性能降低涂层磨损率.     

等离子喷涂氧化钇涂层的组织结构

利用大气等离子喷涂技术在铝基体上制备了氧化钇涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪和金相显微镜对涂层的组织结构进行分析.结果表明:利用等离子喷涂制备的氧化钇涂层没有裂纹,比较致密,其孔隙率为5.58%;涂层由立方相和单斜相组成,喷涂粉末的相结构影响涂层的物相,粉末中的单斜相促进等离子喷涂过程中立方→单斜相变过程.     

等离子喷涂超导涂层的组织结构

Y-Ba-Cu系氧化物在液氮温区的高温超导电性被发现以来,其潜在应用价值引起了人们的极大兴趣。由于陶瓷材料所特有的高脆性使其加工性能极差,有效的成材途径成为这种氧化物超导陶瓷的实用化进程中主要研究方向之一。我们曾报道了用等离子喷涂工艺制备成YBa_2Cu_3O_(7-x)超导涂层的结果,运用此方法可以方便、灵活、有效地在多种基材上复合超导材料,得到超导电气元件。Neiser等及Cuomo等的结果也证实了     

大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂WC-Ni涂层组织结构和性能的对比研究

采用大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂技术在不同工艺参数下制备WC-Ni涂层。涂层的相结构和显微组织结构分别采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行表征。涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性采用显微维氏硬度计进行表征。采用销盘磨损试验对涂层的磨损性能进行表征。结果表明,较大功率下等离子喷涂的涂层较致密,WC相脱碳程度较大。超音速火焰喷涂距离较小时,制备的涂层较致密,脱碳分解程度较小。相比等离子喷涂技术,超音速火焰喷涂制备的涂层中WC相的分解更少,涂层组织结构相对致密,力学性能相对较高,耐磨粒磨损性能较好。致密度相近,但脱碳程度较小的涂层耐磨性能较好。     

等离子喷涂结构涂层研究

介绍了等离子喷涂的原理及特点;综述了等离子喷涂结构涂层的研究进展,包括耐磨涂层、热障涂层、耐蚀涂层;介绍了等离子喷涂结构涂层的复合处理技术;展望了等离子喷涂结构涂层的发展前景。     

等离子喷涂热障涂层相结构的研究

研究了等离子喷涂两层热障涂层在大气和真空环境下，经1100℃不同时间扩散处理后相结构的变化。结果表明，喷涂过程中，ZrO2发生M相→T相转变；经大气环境扩散处理后，ZrO2发生T相→M相转变，NiCrAlY相被氧化形成Al2O2和NiAl2O4相，同时r'-Ni3Al相有强烈的择优取向。     

等离子喷涂制备纳米结构涂层研究进展

等离子喷涂制备的纳米结构涂层在耐热、耐磨、耐蚀、生物相容性等方面比传统微米级涂层具有更优良的性能,从而在军事以及民用工业等领域得到了广泛应用。本文介绍了纳米结构喂料的制备方法,评述了等离子喷涂制备纳米涂层的研究进展,并对等离子喷涂纳米结构涂层的研究和发展进行展望。     

等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层微观结构研究

采用等离子喷涂方法２１Ｃｒ－６Ｎｉ－９Ｍｎ奥氏体不锈钢表面喷涂不同成分的氧化铝陶瓷涂层,并对其微观结构进行了分析。结果表明,等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层与基体为机械结合,涂层中存在大量气孔且元素分布不均匀,其主要相为γ－Ａｌ２Ｏ３。     

等离子喷涂WC颗粒增强Ni基涂层组织及抗冲蚀性能

采用等离子喷涂工艺制备WC颗粒增强Ni基涂层,分析了涂层的显微组织,并对其抗冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明,涂层呈层片状结构,有一定孔隙,WC颗粒在涂层中分布均匀,且与母相结合良好。随着冲蚀角度的增大,涂层冲蚀磨损质量损失先增大后减小,表现为塑性-脆性复合冲蚀磨损特征。     

晶须增韧等离子喷涂陶瓷涂层的可控制备与力学性能研究

针对新一代航空发动机和重型燃气轮机对长寿命、高韧性热障涂层的迫切需求,本文通过喷雾造粒法制备了长径比为10的ZrO2晶须复合YSZ喷涂粉末,采用SAPS技术制备了YSZ/ZrO2晶须増韧陶瓷复合涂层,对复合涂层的工艺参数进行优化,研究了熔融指数对陶瓷复合涂层微观结构的影响规律;通过狭缝法收集单个摊片的实验,阐明了ZrO2晶须增韧YSZ陶瓷涂层的形成机理,建立了晶须増韧陶瓷涂层的微观结构与热力学性能的内在关系。基于晶须弥散分布于复合涂层未熔颗粒区的特征,相比纳米结构YSZ涂层,YSZ/ZrO2晶须増韧陶瓷复合涂层的断裂韧性与热循环寿命均提高一倍。     

激光重熔等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层组织及高温磨损性能

为了提高等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层的性能,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性能的影响．用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构、相组成和显微硬度,同时对涂层的高温摩擦磨损特性进行了考察．结果表明,激光重熔消除了等离子喷涂层的层片状结构、孔隙等缺陷,涂层致密度提高;另外在激光高能量密度作用下,WC颗粒部分熔化,并在周围析出枝晶结构．激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其磨损性能也显著高于原等离子喷涂层．     

等离子喷涂ZrO2热障涂层孔隙结构的研究

采用等离子喷涂在铝合金基体表面制备ZrO2-Ni/Al梯度热障涂层.利用定量金相分析技术对ZrO2陶瓷层、陶瓷一中间层过渡区和ZrO2 Ni/Al中间层的孔隙率、孔隙大小和孔隙形态进行了分析.结果表明,各区域的孔隙率、孔隙大小、孔隙形状服从相似的概率分布;陶瓷一中间层过渡区的孔隙率最高(5.97%),ZrO2陶瓷层和ZrO2 Ni/Al中间层的孔隙率略低;涂层中孔隙尺寸为1～10 μm的占72%～80%;孔隙大多呈现等轴状(形状系数Fk＞0.94),其数量约为84%～87%.     

等离子喷涂W-TiC涂层的组织和性能研究

分别采用普通大气等离子喷涂和超音速大气等离子喷涂技术在低活化钢表面制备了添加1.5%TiC(质量分数)的钨基涂层。研究了涂层的组织和密度、氧含量、孔隙率和热导率等物理性能。结果表明,用两种工艺制备的涂层中,TiC主要分布于钨片层之间和未熔钨颗粒周围,对片层和颗粒起连接作用;与采用普通大气等离子喷涂制备的涂层相比,超音速大气等离子喷涂的W-TiC涂层的组织更加致密,氧含量降低了0.1%,孔隙率下降近一半,热导率提高至119.6 W/(mK)。     

等离子喷涂耐磨涂层及热障涂层的新进展

综述了等离子喷少技术在耐磨损涂层及热障涂层方面的研究进展,分析了等离子喷涂技术与新设备,新工艺融合后两种涂所展现出的更为优越的性能;最后指出了两种涂层的发展趋势。     

WC粉末爆炸喷涂BT-20钛合金的涂层性能研究

通过对爆炸喷涂工艺原理的分析,指出喷枪结构、喷涂距离和各气流量等重要工艺参数对涂层质量的影响,确定最佳的工艺参数.采用爆炸喷涂与等离子喷涂2种工艺在BT-20钛合金基体上制备WC涂层.经过对2种涂层的性能对比分析,发现与等离子喷涂相比,爆炸喷涂涂层的硬度大、结合强度高并且爆炸喷涂涂层的金相组织均匀、致密、孔隙率低,在涂层基体界面上无明显的宏观和微观缺陷,抗氧化能力强.     

WC-Ni增强Fe基梯度涂层的制备及组织性能*

利用等离子熔覆同轴双筒送粉工艺,在Q235基板上制备了多层WC-Ni成分渐变的梯度涂层,结果表明:涂层中WC颗粒大部分被溶解,在随后的快速冷却中,有两类碳化物组织析出,组织特征与WC-Ni的含量有关。当WC-Ni含量小于20%时,析出粗大树枝晶基体混合片层状共晶碳化物组织;当WC-Ni含量大于30%时,析出块状初生碳化物组织。未完全溶解的WC颗粒呈圆角形,并与基体之间形成合金过渡层。梯度涂层中各层间形成了冶金过渡,其主要物相有γ-Fe、WC、Fe3C、Fe3W3C、Cr7C3。涂层的硬度明显高于基体,但受WC的溶解及析出碳化物的大小及分布不均影响,梯度涂层的硬度分布波动起伏较大。     

等离子喷涂氧化铝碳纤维复合涂层的结构及耐磨性能

采用机械球磨方法制备了短线碳纤维,并与氧化铝粉末充分混合,利用等离子喷涂工艺制备了碳纤维质量分数为4%的复合涂层。利用场发射扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射、拉伸试验、摩擦磨损试验等对复合涂层的结构和性能进行了表征和测试分析。结果表明,碳纤维在等离子喷涂过程中较好地保持了原有结构和形貌,主要存在于氧化铝扁平粒子界面,碳纤维的加入使氧化铝涂层与基体之间的结合强度增加了38%,复合涂层耐磨性能比纯氧化铝涂层提高了64%,摩擦因数降低了50%。涂层耐磨性能的改善主要归功于参与磨损的碳纤维本身优异的润滑性能及其对氧化铝扁平粒子界面的结合作用,该复合涂层在低载荷摩擦磨损环境中具有潜在的应用价值。     

微束等离子喷涂Mo涂层

采用微束等离子喷涂方法在Q235上制备了Mo涂层.研究喷涂电流、喷涂距离对涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构并计算孔隙率,测试涂层的显微硬度和结合强度,并记录粉末沉积率.结果表明,在本试验条件下微束等离子喷涂电流与喷涂距离对涂层组织和性能产生较大的影响.适当工艺参数条件下粉末沉积率高于80 %,可以获得显微硬大于400 HV_(0.1),平均结合强度仍然大于40 MPa的涂层.