爆炸喷涂连铸结晶器表面涂层组织和性能北大核心

为探讨连铸结晶器镀层表面局部喷涂技术的可行性,采用爆炸喷涂工艺分别在铜基体和铜基体+镀铬层表面制备NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层,研究了涂镀层的显微结构、结合强度和抗热震性能。结果表明:涂层呈典型的层状组织,结构致密均匀,涂层与铜基体以及涂层与镀层之间结合都非常紧密,未发现界面污染和氧化物夹杂存在;涂层与基体、镀层与基体、涂层与镀层之间的结合强度均接近于70 MPa,喷涂工艺未对镀层和基体之间的结合状态产生不利影响;涂层+铜基体结构的抗热震性能差于涂层+镀层+铜基体结构的抗热震性能,电镀层起到了过渡层和阻隔层的作用,减缓了涂层热震失效的速度,降低了铜基体氧化的倾向。     

爆炸喷涂连铸结晶器表面涂层组织和性能

为探讨连铸结晶器镀层表面局部喷涂技术的可行性,采用爆炸喷涂工艺分别在铜基体和铜基体+镀铬层表面制备NiCr-Cr_3C_2金属陶瓷涂层,研究了涂镀层的显微结构、结合强度和抗热震性能。结果表明:涂层呈典型的层状组织,结构致密均匀,涂层与铜基体以及涂层与镀层之间结合都非常紧密,未发现界面污染和氧化物夹杂存在;涂层与基体、镀层与基体、涂层与镀层之间的结合强度均接近于70 MPa,喷涂工艺未对镀层和基体之间的结合状态产生不利影响;涂层+铜基体结构的抗热震性能差于涂层+镀层+铜基体结构的抗热震性能,电镀层起到了过渡层和阻隔层的作用,减缓了涂层热震失效的速度,降低了铜基体氧化的倾向。     

快速镍刷镀层组织结构及孔隙率研究

文章分析了刷镀电压及阴阳极相对运动速度不同时的快速镍刷镀层的组织结构，同时指出镀层单位面积孔隙率可由刷镀工艺及镀层厚度进行控制。     

喷砂工艺对铝合金薄壁件表面状态和结合力的影响

为了探明喷砂工艺对铝合金薄壁件表面粗糙度、基体变形以及涂层结合强度的影响,在 2 mm 厚的 6061 铝合金薄壁件表面采用 24 目和 60 目棕刚玉砂喷砂处理。喷砂压力选择 0.3~0.5 MPa,喷砂次数 1~15 次,测试喷 砂前后厚度、质量和表面粗糙度的变化,并分别采用扫描电镜、光学体式显微镜观察喷砂后表面形貌。在不同喷 砂次数的铝合金表面喷涂 YSZ 热障涂层或涂覆丙烯酸聚氨酯涂层,采用拉伸法和划格法测试涂层的粘结强度。 结果表明,1 次喷砂后,铝合金基体的表面粗糙度 (Ra) 由 0.35 μm 提高至 4.747~11.49 μm,厚度也略微增加,质 量变化不明显,24 目喷砂会造成基体表面明显变形。铝合金薄壁件多次喷砂后质量和厚度线性降低,随着砂粒 粒径和喷砂压力的提高,质量和厚度的降低速率提高。铝合金 1 次、5 次和 15 次喷砂后,其表面 YSZ 热喷涂涂 层结合强度分别为 23.53 MPa、24.80 MPa 和 17.28 MPa,有机涂层的附着力均达到 0 级。砂粒过大会造成铝合金 薄壁件变形。影响喷砂表面粗化效果的主要因素是砂粒粒度,喷砂压力的影响较小。多次喷砂对表面粗糙度和涂 层结合强度的影响不显著,但会造成基体厚度的减少和表面状态不均匀。     

单通道用的自焊接涂层

Bondbronze是一种铜—铝合金涂层。这种涂层是用电弧喷涂在退火或淬火的碳钢、淬火的合金钢、不锈钢、铸铁等上面,以抗腐蚀和磨损。据说它在清洁的、未喷砂或喷过砂的表面上的结合强度比利用镍—铝粉放热反应混合剂所得到的结合强度要好。这种自焊接合金具有抗冲击、耐尖刃口和粘结稳定等特性。其抗拉强度为215MPa。     

TA5-5钛合金表面热喷涂Mo涂层的耐磨耐蚀性能

钛合金因力学及耐腐蚀性能优异而应用广泛,但其耐磨性能差,为提高表面耐磨性,本文采用火焰喷涂技术在TA5-5钛合金表面制备Mo涂层,利用光学显微镜、XRD检测分析涂层的微观结构及物相组成,并测试了涂层的抗拉结合强度、显微硬度等力学性能,通过橡胶轮磨损实验检测了涂层的抗磨粒磨损性能,以及通过极化曲线测试及模拟海水浸泡实验分析了涂层的耐腐蚀性能。研究结果表明,喷钼层呈现典型的层叠状结构,涂层孔隙率为13. 2%;物相主要由Mo以及其氧化物MoO_2组成;抗拉结合强度为25. 0 MPa;显微硬度960. 8HV0. 1,是TA5-5钛合金基材的3倍;喷钼层的相对耐磨性为TA5-5基材的12倍。喷钼层对TA5-5基材起到阴极保护效果,且涂层耐蚀性能良好,在3. 5%NaCl溶液中浸泡45 d的平均腐蚀速率为0. 02 mg/(cm~2·d)。     

TZM 基体上制备 Al2O3 涂层的热冲击性能研究

单节热离子燃料元件为了保证接收极与冷却剂NaK合金及与其接触的装置绝缘,采用等离子喷涂方法在接收极钼钛锆合金(Mo-0.5Ti-0.08Zr,通用牌号为TZM)表面制备了Al_2O_3绝缘涂层。本工作对比研究了经过不同次数的高温(20℃—1250℃—20℃)热冲击后TZM基体上Al_2O_3涂层的相组成、表面形貌、涂层基体的结合强度及涂层表面应力状态。结果表明,热冲击后氧化铝涂层由γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3相混合全部变为α-Al_2O_3,涂层孔隙数量增多,涂层表面平整度下降,结合强度由21.1MPa下降到6.7MPa。涂层与基体的应力状态由拉应力转变为压应力。     

烧结NdFeB永磁体磁控溅射镀Al的制备工艺及性能研究

采用直流磁控溅射方法在NdFeB磁体表面沉积纯Al镀层,研究溅射功率、基体温度对Al镀层结构和耐腐蚀性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察Al镀层的表面形貌,采用垂直拉伸法测量Al镀层与NdFeB基体之间的结合强度,采用动电位极化曲线和中性盐雾试验(NSS)研究Al镀层的耐腐蚀性能。结果表明,溅射功率越低,基体温度越高,Al镀层性能越好。采用溅射功率2.0kW、基体温度300℃制备的Al镀层表面平整、光滑,晶粒细小、致密,Al镀层与基体的结合强度可达到25.13 MPa;其耐腐蚀性能最佳,经过6d中性盐雾试验后仍完好,表面仅发生轻微点蚀。     

宽温刷镀铬的研究

该研究通过在刷镀铬溶液中加入稀土添加剂来改变Ｃｒ＾６＋的活性，达到改善刷镀工艺条件的目的。试验确立了刷镀铬溶液的成分，并分析了溶液成分及施镀工艺等对镀层性能的影响。     

喷涂工艺及其粒子状态对涂层结合强度的影响

热喷涂涂层结合强度是评价涂层质量、满足使用要求的关键指标之一,针对电弧喷涂涂层结合强度较低的问题,以典型Ni Al材料为研究对象,从喷涂工艺和粒子状态方面探讨了其对涂层结合强度的影响。研究结果表明,随着喷涂距离在一定范围内增加,粒子飞行温度和速度相差不大,但涂层界面氧化明显加剧,弱化了变形粒子的结合能力,使得涂层平均结合强度从39.8MPa下降到28.9MPa,此时粒子氧化程度的加剧是导致涂层结合强度降低的主要因素。采用氮气雾化保护后,粒子氧化得到有效控制,但雾化粒子尺寸明显增大,同时飞行粒子的平均温度和速度大幅下降,严重降低了粒子的铺展变形能力,使得涂层平均结合强度由33.2MPa下降到23.8MPa,此时粒子扁平率减小是导致涂层结合强度下降的主要原因。     

石墨表面氧化锆陶瓷防护涂层组织性能研究

采用棒材火焰喷涂工艺,以不同致密度的氧化锆陶瓷条棒为喷涂材料在石墨基体上制备了氧化锆陶瓷防护涂层,对涂层的组织形貌、结合强度和抗热震性进行了测试研究。结果表明,采用不同致密度的陶瓷条棒可制备出组织致密的涂层,氧化锆陶瓷涂层在石墨基体表面的结合强度最高可达5.0MPa,在6.3×10~(-1)Pa真空环境下涂层的室温~1300℃抗热震性良好,涂层结合强度和抗热震性随涂层致密度的提高而提高。     

超音速火焰喷涂CoNiCrAlY涂层的动态力学性能研究

采用超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen fuel, HVOF)方法在GH4169表面制备CoNiCrAlY封严涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的微观形貌和物相成分。采用涂层结合强度拉伸试验和分离式霍普金森压杆试验测试了涂层的结合强度和动态力学性能。结果表明：HVOF制备的涂层较为致密，孔隙率为0.58%，涂层的结合强度大于59 MPa。显微硬度为HV 438.6，动态硬度为HV 481.6，较静态硬度提高了9.8%。在应变率为2253 s^-1左右时，试样发生断裂，动态压缩断裂强度为1925 MPa，涂层表现出一定的应变率强化效应。随着应变率的增加，涂层呈现不同的破损结果，主要有塑性变形、脆性剥离和剪切断裂且伴有黏着特性的破碎。     

电刷镀技术在有色金属工业中的应用

电刷镀技术是近代发展起来的一种用于修复机械零部件、金属表面强化、防腐蚀的新技术。它是在电场作用下,经过电化学氧化还原过程,使金属离子沉积在工件上,形成所需的镀层。刷镀时,依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液,垫或刷     

超音速等离子喷涂法制备PbTiO3涂层的表征

利用超音速等离子喷涂在调质45钢表面制备PbTiO3涂层,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能谱分析(EDS)等手段对所制备涂层的组织形貌和物相成分进行表征与分析;并利用显微硬度仪和纳米压痕仪对涂层的力学性能进行表征。结果表明:PbTiO3涂层表面为黄黑色,涂层光滑平整,孔隙率为1.5%;涂层为典型的层状结构,基体与PbTiO3涂层间的结合为机械结合,通过多个试样测量其结合强度的平均值为50.875MPa;纳米压痕仪测得涂层的表面硬度为7.858 GPa,弹性模量为139.308 GPa,显微硬度达到648.6HV0.1,涂层具有优良的力学性能;涂层主要成分为PbTiO3相。通过超音速等离子喷涂制备的涂层具有较好的综合性能,为后期在其表面沉积耐磨涂层打下了良好的基础。     

用刷镀方法修复大型曲轴的试验

900t 钢坯剪断机曲轴,是鞍钢第一初轧厂方坯剪断机的关键部件.在该厂改造大修工程中发现,与曲轴配合的人字齿轮孔径过盈超差0.43mm.用电刷镀方法对曲轴进行了加径修复试验.由于刷镀具有镀层组织致密、结合强度高、工件不变形,不影响母材性能和施工方便等优点,对大型曲轴的大面积刷镀获得了成功,并取得了显著的经济效益。     

喷涂工艺参数对等离子喷涂 CoCrAlTaY-Al2O3涂层的微观组织结构和力学性能的影响

为提高连续退火炉高温炉辊的表面质量,采用大气等离子喷涂技术制备了CoCrAlTaY-30%Al_2O_3涂层,研究了喷涂工艺参数对涂层微观组织结构、相组成和力学性能的影响。结果表明:等离子喷涂CoCrAlTaY-Al_2O_3涂层中两种典型组织Al_2O_3相和合金相交互存在并分散较均匀,涂层主要由Co合金、α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3物相组成;喷涂功率、喷涂距离和主气流量均对涂层的微观组织和物相无明显影响;随着喷涂功率的提高,粉末粒子的熔化效果变好、孔隙率降低,在40 kW喷涂功率下,涂层的硬度最高,此时结合强度达到68 MPa;在80～140 mm喷涂距离范围内,粉末大部分已熔化,有少量的未熔颗粒存在,在喷涂距离为120 mm时涂层表面光滑致密,孔隙率较低,结合强度最大为78.6 MPa;主气流量为40L/min时,涂层的孔隙率最小而结合强度最大。等离子喷涂CoCrAlTaY-Al_2O_3涂层的最优工艺参数为喷涂功率40 kW、喷涂距离120 mm、主气流量40 L/min,得到的涂层孔隙率为3.689%、硬度为HV_(0.3) 664.9、拉伸强度78.6 MPa。     

钛合金叶尖耐磨涂层制备与组织性能研究

为解决钛合金表面直接进行电镀涂层制备结合力较低的问题,本文采用超音速火焰喷涂技术在钛合金叶尖表面制备了不同厚度 NiCoCrAlY 底层,并在底层表面用复合电镀技术制备了 Ni-cBN 耐磨面层。研究表明NiCoCrAlY-Ni-cBN 耐磨涂层的组织结构良好,结合强度大于 74.2 MPa,能够在 600 ℃大气环境中长时间保持组织和结构稳定。NiCoCrAlY-Ni-cBN 钛合金叶尖涂层与 NiCrFe/Al/hBN 封严涂层的对磨匹配效果良好,可以为钛 合金叶尖提供良好的对磨防护。     

超音速活性电弧制备锅炉用耐磨涂层性能研究

以FeCrNiBSi丝材为喷涂材料,采用Flame Arc超音速活性电弧喷涂系统在Q235钢为基体的工业锅炉用材料表面制备出结合强度高、耐磨性强的涂层;通过金相观察、拉伸试验、摩擦磨损试验,分别评价FeCrNiBSi涂层的孔隙率、显微硬度、结合强度和耐磨损性能;并通过扫描电子显微镜观察涂层微观形貌和磨损形貌。结果表明,涂层与基体结合良好,界面处未见任何分离,涂层结构比较致密,孔隙较少,孔隙率为0.71%,硬度为720 HV0.3,与基体结合强度达到60 MPa。相对于Q235钢,FeCrNiBSi涂层具有优异的抗磨损性能,其抗磨损性能是Q235钢的28倍。FeCrNiBSi涂层磨损机理为显微犁削和黏着磨损,耐磨性良好,具有良好的应用前景。     

等离子喷涂纳米ZrO2热障涂层的组织及性能研究

采用大气等离子喷涂技术制备纳米ZrO2热障涂层,采用金相显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验机等对涂层组织及性能进行了研究。结果表明,纳米ZrO2热障涂层组织均匀,面层内孔隙较小、呈近圆形,孔隙率为9.6%;涂层由t-ZrO2单相组成,其平均结合强度和平均剪切强度较传统微米ZrO2热障涂层分别提高63.5%和50.5%,分别达到46.63MPa和23.97MPa;同时涂层具有优异的抗腐蚀性能和耐湿热能力,腐蚀和湿热试验后涂层完整、表面清洁,无新相生成。     

超低压等离子喷涂YSZ涂层显微组织结构研究

采用超低压等离子喷涂技术(Plasma Spray-Physical Vapor Deposition,PS-PVD)制备了YSZ涂层,对涂层的显微组织结构进行了分析,并对比了粘结层表面不同预处理对于YSZ涂层生长趋势的影响规律。研究结果表明:MCrAlY涂层致密,孔隙率为1.5%,结合强度达83.2MPa;YSZ涂层呈现明显的柱状晶结构。粘结层表面粗糙度对柱状晶生长方向影响较大,表面粗糙度越小,柱状晶生长方向越趋于一致,基本沿法向生长。在超低压状态下,涂层不存在"遮蔽效应",可实现异型面涂层制备。