铈对高铝青铜超音速等离子喷涂层组织及性能的影响

为研制一种新型高铝青铜涂层,采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体上制备了新型高铝青铜涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射、显微硬度计分别对含铈0.0%,0.25%,0.4%,0.55%的涂层进行了分析.结果表明,随着铈含量的增加,涂层组织变致密,硬质K相呈弥散化分布,同时K相从含0.0%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄转变为含0.25%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄,AlFe,当铈含量大于0.4%时K相以Al₁₃Fe₄稳定存在.铈的加入使元素Al发生偏聚现象,当含0.4%铈时Al元素开始呈现小片状聚集,当含0.55%铈时,Al元素以小片状聚集且均匀分布.涂层的硬度随铈含量的增加呈现先降低后升高的现象,当铈含量大于0.4%时,涂层的硬度值和稳定性上都优于未含铈的涂层.     

热喷涂铝青铜涂层的制备与微动磨损行为*

采用大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂在不锈钢表面制备铝青铜涂层,并考察涂层的显微组织、相组成以及微动磨损行为。结果表明,在微动初期涂层接触区内发生轻微损伤,表现为犁沟和粘着;随微动循环次数的增加,层状剥离和氧化成为涂层接触区内的主要损伤形式。超音速火焰喷涂涂层具有更高的致密度和硬度,提高了涂层抗粘着及犁削的性能,故在试验初期表现出较小的摩擦因数和磨损体积;但在微动损伤机制随循环次数增大转变为层状剥离和氧化后,大气等离子喷涂涂层具有更小的摩擦因数和磨损体积。这可能是由于大气等离子喷涂涂层具有更高含量的α相,提高了涂层的韧性抑制了脆性断裂。此外,磨痕内形成的致密氧化层和由应变强化得到的致密化组织减缓了涂层的进一步磨损和氧化。     

HEPJet多元铝青铜合金涂层在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能

采用超音速等离子喷涂(HEPJet)技术将新型多元铝青铜合金粉体喷涂在45号钢基体上。通过失重法、极化曲线法、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和电子探针(EPMA-1600)等方法研究多元铝青铜合金涂层在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能。结果表明,在3.5%的NaCl溶液中,多元铝青铜合金涂层具有良好的耐蚀性能,该涂层的腐蚀速率为0.0636mm/a。腐蚀后试样表面Al元素的含量明显下降,Cu的含量明显增加,可见,涂层发生的主要是脱铝腐蚀。     

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。     

超音速等离子喷涂超细WC-12Co涂层的性能

采用超音速等离子喷涂系统,分别制备了超细WC-12Co涂层和普通WC-12Co涂层.研究了喷涂粒子在射流中的特性,分析了涂层形貌、成分和相组成,并对两涂层的常规性能(结合强度、显微硬度、孔隙率和耐冲蚀性能)进行了表征.结果表明,超细WC-12Co喷涂粒子在束流中速度更快(500 m/s),两涂层中WC相的氧化、失碳和分解程度比普通等离子喷涂时低.相比之下,超细WC-12Co涂层显微硬度(1350 HV0.3)和结合强度(65 MPa)更高,孔隙率(0.6%)更低,耐冲蚀磨损性能相当.     

超音速火焰喷涂铝青铜涂层微动磨损行为

目的 改善铝合金的抗微动磨损性能.方法 采用超音速火焰喷涂技术在ZL114A铝合金表面制备铝青铜涂层,在不同温度(25、200、300℃)下对有、无涂层的ZL114A铝合金样品进行微动磨损测试,通过对涂层性能和磨痕形貌进行表征分析,探索铝青铜涂层的抗磨损性能.结果 铝青铜涂层均匀致密,与铝合金基体结合良好,显微硬度为279HV0.3,结合强度为74 MPa.不同温度(25、200、300℃)下,涂覆铝青铜涂层样品的平均微动摩擦系数分别为0.898、0.886、0.744,磨损率分别为10.249×10–7、0.035×10–7、0.207×10–7 m3/(N·m),相比基体的平均微动摩擦系数和磨损率,3种温度下分别下降了34.5％、42.9％和58.9％.对磨痕的形貌和三维轮廓的分析表明,在25、200、300℃下,铝青铜涂层的磨损机制不相同,25℃下为磨粒磨损和剥层,200℃下为磨粒磨损、剥层、氧化磨损和粘着磨损,300℃下为塑性变形、氧化磨损和粘着磨损.结论 制备的铝青铜涂层改善了基体的抗微动磨损性能.     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

低温超音速喷涂原态沉积高铝青铜涂层的耐腐蚀性能

为提高HSn62-1铜合金表面抗点蚀能力,解决高铝青铜涂层制备过程中相变和氧化造成涂层耐腐蚀性能降低的问题,采用低温超音速喷涂技术,在HSn62-1铜合金表面制备不含γ2相的高铝青铜涂层。利用场发射扫描电镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪等分析粉末和涂层的组织结构、表/截面形貌等特征;利用电化学工作站、盐雾腐蚀试验箱等测定分析Na Cl溶液环境中涂层及基体的耐腐蚀性能及失效机制。结果表明:制备的高铝青铜涂层结构致密,结合良好,无γ2相和氧化夹杂生成,涂层腐蚀敏感性均一;涂层自腐蚀电流密度为6.938μA/cm2,较HSn62-1铜合金基体降低了1个数量级,涂层自身具有较好的耐腐蚀性能,可有效阻挡腐蚀介质向涂层更深处渗入;盐雾环境中,高铝青铜涂层表面腐蚀产物薄膜反复地剥落和生成使其腐蚀失效机制宏观上表现为均匀腐蚀。     

CuCrZr合金表面亚音速与超音速等离子喷涂NiAl涂层的组织结构与结合强度

分别用亚音速和超音速等离子喷涂方法在CuCrZr合金表面制备了NiAl涂层,通过正交试验对工艺参数进行优化,测定了涂层与基体的结合强度。利用SEM、EDS、XRD等设备研究了涂层的组织结构、物相变化及涂层与基体间的结合方式。结果表明,超音速等离子喷涂制备的NiAl涂层粒子变形充分、组织致密,涂层与基体间的结合强度明显高于亚音速喷涂层;两种方法制备的涂层与基体的界面处均主要为Al,界面的局部区域Cu-Al发生反应生成了Cu₃Al₂、CuAl₂、CuAl等新相,形成了1～3 µm宽的“微冶金结合”层。     

超音速等离子喷涂层的组织及性能分析

用超音速等离子喷涂技术制备了NiCrBSi涂层,并对涂层的组织性能进行了综合分析.用扫描电镜和能谱仪分析了涂层的内部组织,用纳米压痕法测试了硬度和弹性模量,用拉伸试验法测试了涂层与基体的结合强度,用X射线应力仪测定了涂层沿厚度方向的残余应力的分布.结果表明,涂层内部比较均匀,具有较低的孔隙率和氧化物含量,涂层的纳米显微...     

铝合金表面超音速等离子喷涂WC-12Co涂层的结合机理

在经磨抛处理后的光滑铝合金表面上,利用超音速等离子喷涂制备WC-12Co涂层,通过扫描电镜观察分析,对涂层的结合机理进行了研究.发现涂层与基体的结合是以机械结合为主,还伴有部分冶金结合、物理结合和扩散.实验及模拟结果表明:硬质相WC能够嵌入到基体内部,基体的硬度越小,WC颗粒嵌入基体表面的深度越大;颗粒的速度越大,撞击基体产生的凹坑深度也越大.     

超音速等离子喷涂制备金属陶瓷涂层的抗冲蚀性能

通过高效能超音速等离子喷涂(SAPS)制备WC-Co及WC-Ni Cr金属陶瓷涂层,对比研究了2种涂层的抗冲蚀性能及在热腐蚀条件下的结构和性能演变。结果表明:2种涂层在喷涂过程中均会发生一定程度的脱碳,表现为W_2C相的形成;同时在WC-Co涂层中有少量的Co_3W_3C和Co_6W_6C相生成,且该涂层在热腐蚀后表层的WC相出现了分解与氧化,形成了W_3C、W_6C_(2.54)等脱碳相与CoWO_4、WO_3等氧化物相。在普通冲蚀条件下,WC-Co涂层的抗冲蚀性能更为优异,但热腐蚀会极大降低WC-Co涂层的抗冲蚀性能;与之相反,WC-NiCr涂层中的NiCr相在热腐蚀环境下生成的Cr_2O_3可以有效阻挡涂层内部与外部之间的物质扩散,从而降低了热腐蚀对涂层结构的破坏,在热腐蚀条件下表现出了优良的抗冲蚀性能。     

超音速等离子喷涂制备WC-12Co涂层的性能特点

超音速等离子喷涂由于喷射粒子的飞行速度(400～500m/s)相对于普通等离子喷涂(＜200m/s)有了大幅提高,所制备的WC-12Co涂层具有更高的显微硬度和结合强度.用SEM和XRD分析了两种不同等离子喷涂工艺获得的涂层的相结构和显微组织,结果表明超音速等离子喷涂WC-12Co涂层综合性能要优于普通等离子喷涂.     

Microstructures and Dielectric Properties of PZT Coatings Prepared by Supersonic Plasma Spraying

This paper studied the microstructures and dielectric properties of PZT coatings prepared by supersonic plasma spraying. Samples of the PZT coatings were evaluated by various techniques. The phases and microstructures of the coatings were investigated by XRD, SEM, and TEM, respectively. The results showed that the coatings deposited on steel substrate had a dense microstructure, and there was no phase transformation during spraying. Additionally, the Curie temperature of the PZT coatings was about 370 °C by the investigation of dielectric constant.     

NiCrFe-Cr2C3合金超音速活性电弧喷涂涂层性能的研究

采用超音速活性电弧喷涂(HVAA)系统对适用于锅炉四管喷涂用的NiCrFe-Cr2C3合金进行了喷涂试验;通过金相组织研究、SEM检测以及X射线衍射分析,证明其具有良好的组织形貌;同时HVAA所制备的NiCrFe-Cr2C3合金涂层的性能相对于普通电弧喷涂涂层,除了更致密并具有更高的硬度外,涂层成分还具有更多的金属间化合物或络合物,对提高涂层性能有一定影响。     

超声处理对铸态二元铝青铜组织与性能的影响

研究了超声外场对铸态二元铝青铜组织与性能的影响。结果表明,超声处理能够显著细化合金组织,处理后的铝青铜合金能够获得均匀细小的组织。施加超声处理后的合金抗拉强度为620MPa、硬度(HB)为257、伸长率为2.8%,与未处理态相比,分别提高了17%、51.2%和47.4%。分析其拉伸断口发现,未超声处理的合金断裂方式为脆性断裂,超声处理的合金断口有大量韧窝存在,塑性显著提高。     

AZ31镁合金表面等离子喷涂Al65Cu23Fe12涂层的研究

为了改善镁合金的表面性能,采用等离子喷涂方法在AZ31镁合金表面制备一层Al65Cu23Fe12涂层。通过OM、SEM及EDS等分析方法,分析了涂层热处理前后的组织及性能。结果表明:等离子喷涂Al65Cu23Fe12涂层组织主要由-θAl2Cu相、富铝相和富铜相3相组成;经过T4和T6处理后,由于涂层组织发生θ 富Cu→-βAl(Cu,Fe)相转变,涂层的硬度呈增加趋势,由热处理前的200.2 HV增加到304.5 HV,远高于基体AZ31合金的硬度。     

超音速等离子喷涂WC/Co纳米结构涂层性能研究

采用超音速等离子喷涂设备分别制备了含纳米结构和普通结构的WC／Co涂层。研究了2种涂层的结合强度、显微硬度和摩擦磨损性能，并用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层喂料(纳米WC／Co粉体)、涂层表面形貌和晶粒结构进行了分析。结果表明：含纳米结构涂层的性能优于普通的WC／Co喷涂涂层，纳米晶粒细晶强化是涂层性能提高的主要原因。