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.     

工艺参数对原位生成TiN/Ti3Al复合涂层微观组织的影响

采用等离子喷涂与激光渗氮技术相结合的工艺方法,在Ti6Al4V合金表面实现了TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的快速制备.首先在Ti6Al4V基体表面利用等离子喷涂的方法预置一层纯铝涂层;然后在纯氮环境下,利用激光渗氮化技术对试样表面进行合金化处理.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等试验手段,研究了氮气流量以及激光扫描速度两个激光渗氮工艺参数对TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的微观组织的影响.结果表明,复合涂层中TiN相的含量随着氮气流量的增加与激光扫描速度的减小而增加.工艺参数对涂层中TiN增强相的形貌有着重要影响.在高氮气流量、低激光扫描速度条件下制备出的涂层中,TiN相呈颗粒状.对于低氮气流量、高激光扫描速度条件下,TiN增强相呈树枝状.     

电学参数对电爆炸喷涂高碳钢涂层性能的影响

在铝合金圆筒内表面进行了相同喷涂能量密度而不同电压与电容组合下电爆炸制备高碳钢涂层的实验.通过对高碳钢丝上的能量加载情况进行分析,并利用扫描电镜、维氏硬度仪等检测手段对涂层进行研究.结果表明:当喷涂能量密度一定时,低电压、高电容组合中用于高碳钢丝爆炸喷涂的能量较多,所制备的涂层平均厚度、表面粗糙度和平均硬度均较小;高电压、低电容组合中用于高碳钢丝爆炸喷涂的能量较少,所制备的涂层平均厚度、表面粗糙度和平均硬度均较大.     

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。     

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.     

棒料的高速精密剪切参数

有些研究者发现,用高的变形速度剪切时能提高毛坯的精度和改善剪切表面的质量。本文介绍高达70米/秒的变形速度对剪切毛坯质量影响的研究结果,这种毛坯是用不完全封闭剪切方法从棒料上剪下的。初始速度自8米/秒直至70米/秒的高速剪切试验,是在以火药为能源的冲击机上用试     

磷酸盐系溶液中钛合金微弧氧化涂层生长与组织结构

采用常流脉冲控制方式于(NaPO3)6-NaF-NaAlO2溶液中用微弧氧化法在Ti6Al4V表面制备了陶瓷化涂层, 研究了涂层的生长过程及组织结构变化.结果表明: 氧化过程中涂层的生长经历了由快到慢的过程, 在前10min涂层以较快速度生长(约3μm/min), 随着时间的延长涂层生长速度逐渐减慢; 生长过程中涂层表面微孔数目减少, 微孔孔径增大, 涂层表面气孔率增大; 涂层主要由二氧化钛的两种不同变体(锐钛矿及金红石)以及磷化物相AlPO4组成; 随着氧化的进行, 锐钛矿含量降低, 金红石含量增加, 氧化过程中发生了锐钛矿相到金红石相的相转变; 结晶AlPO4相是通过水合多聚磷酸铝在放电区附近发生高温热解反应而进入涂层.     

电热爆炸喷涂的发展及其关键技术分析

电热爆炸喷涂是一种新型的表面工程技术,可用于零件内孔以及外表面的耐磨、防腐涂层的制备.电热爆炸喷涂反应可形成冶金结合层,同时涂层为微晶、纳米晶组织结构,这些特点提高了涂层的强度和塑性、耐磨性和耐蚀性.在技术的发展过程中,也遇到了如何研发高稳定性喷涂装置、如何解释电热爆炸喷涂反应机理、如何提高喷涂效率、如何降低喷涂成本等一系列问题.若上述问题能够得到有效的解决,将极大的拓展电热爆炸喷涂工艺应用领域.     

铝硅聚苯酯封严涂层全尺寸刮磨实验

目的研究航空发动机气路密封配副中铝硅聚苯酯封严涂层的摩擦磨损性能。方法利用等离子喷涂技术制备铝硅聚苯酯封严涂层试样,采用特定台架刮磨实验装置,对低温封严涂层的可磨耗性能的失效机理进行研究,利用3D激光共聚焦显微镜和扫描电镜,分别观察了低硬度、中间硬度、高硬度的封严涂层在低、高刮磨转速条件下的刮痕表面形貌及表面粗糙度。结果低刮磨速度下,3种硬度涂层的刮痕截面轮廓深度分别为150、350、360μm,表面粗糙度依次为16.236、22.155、47.300μm;高速刮磨下,涂层的刮磨深度均明显增加,依次为280、570、570μm。结论不同硬度涂层展现出不同的刮磨机理,低硬度涂层(HR15Y 45)的刮磨机理主要是粘着磨损,中间硬度涂层(HR15Y 60)以微观切削为主,高硬度涂层(HR15Y75)展现出腐蚀磨损和磨粒磨损机理。相较硬度对涂层性能的影响,叶尖线速度对刮痕深度起主导作用,高刮磨速度时,刮痕深度明显增加。刮痕表面粗糙度和轮廓深度是衡量涂层性能好坏的重要指标。     

铝合金基体电热爆炸喷涂钼涂层的制备工艺与性能

采用电热爆炸喷涂技术在铝合金基体上制备钼涂层,用SEM、划痕仪、显微硬度计、表面粗糙度仪、微磨损试验机等表征了涂层性能。借助正交试验方法分析了钼涂层制备中各工艺参数对涂层质量的影响,确定了最佳工艺参数。结果表明:用电热爆炸喷涂方法制备的钼涂层均匀致密,孔隙率低;涂层与基体形成冶金结合,结合强度高;涂层硬度为基体的4.9倍,体积磨损量仅为基体的11.2%,耐磨性大幅增加。电爆炸喷涂的工艺参数中,对涂层质量和结合力影响最大的是喷涂距离,其次是喷涂次数,影响最小的是喷涂电压。     

激光原位制备TiN/Al复合涂层及其抗冲蚀性能

表面处理是提高钛合金抗冲蚀性能的重要途径。采用激光氮化涂层过程中同步送Al粉的方法,在Ti6Al4V合金表面制备了一层均匀的TiN/Al复合涂层,涂层内没有微观裂纹和孔洞。研究结果表明:激光扫描速度对复合涂层的微观结构、硬度及抗冲蚀性能有着重要的影响。随着激光扫描速度的增加,复合涂层的厚度降低。在复合涂层最表面存在一层平均厚度大约为2~3μm的连续的氮化物陶瓷层,涂层内部存有大量的枝状晶组织。复合涂层的微观硬度和抗冲蚀性能明显高于Ti6Al4V合金基体。当激光扫描速度从240 mm/min升高到720 mm/min时,涂层表面的微观硬度从1 600 HV_(0.1)降低到1 200 HV_(0.1),而且涂层的冲蚀失重也逐渐降低。这主要是因为随着激光扫描速度的降低,由于反应时间的增加,导致涂层中TiN硬质相的含量也在增加。     

两种NiCrAIY涂层1050℃恒温抗氧化性能

用低压等离子喷涂(LPPS)和爆炸喷涂(DS)方法,在镍基单晶高温合金上制备NiCrAlY涂层.涂层在1050℃恒温氧化300 h,借助XRD、SEM和EDS,对涂层表面氧化膜进行分析,检测其恒温抗氧化能力.结果表明两种涂层表面均能形成Al2O3保护膜,二者的氧化动力学曲线均符合抛物线规律.DS涂层的微孔内含残留气体,涂层内氧化严重,氧化增重大,氧化速率常数近似LPPS涂层的二倍.氧化300 h后,DS涂层表面边角处氧化膜有少量剥落,而LPPS涂层保持完好,只在个别突起处有微小开裂.     

爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响

目的 研究爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响规律,进一步提升铝合金表面AlCuFeSc准晶涂层的性能。方法 采用爆炸喷涂工艺制备准晶涂层,以正交试验方法对爆炸喷涂氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率3个影响涂层性能的关键参数进行优化。借助显微硬度计、拉力试验机研究涂层的力学性能。采用SEM、XRD、EDS等手段表征粉末及涂层的微观物相结构。结果 在试验参数范围内,以涂层的表面硬度和结合强度性能为主要判定指标,各因素对涂层性能的影响从大到小依次为氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率。综合考量涂层表面硬度和结合强度2个指标,得到了AlCuFeSc涂层的最佳制备工艺,氧燃充枪比为56%,喷涂距离为210 mm,喷涂频率为1次/s。在该最佳工艺参数下制备的准晶涂层致密且与铝合金基体结合良好,涂层表面硬度为583.4HV0.3,结合强度为63.24 MPa,孔隙率为0.648%,准晶相的含量为69%。结论 采用最佳工艺参数制备的AlCuFeSc准晶涂层相较于非最佳工艺参数喷涂涂层,其性能得到较大提高,可为未来准晶涂层的应用提供参考。     

工艺参数和热处理对纯钛表面激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层中物相组成的影响

使用CaCO3和CaHPO4混合粉末,在纯钛表面通过激光熔覆原位合成的方法制备羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)涂层,研究了激光功率,扫描速度和热处理对涂层物相的影响,以期提高涂层中HA的含量。结果表明,低功率下,涂层的主要组成物相为磷酸四钙(Ca4(PO4)2O,TTCP),同时有少量的HA,α-磷酸钙(α-Ca3(PO4)2,α-TCP),CaO和CaTiO3;随功率的增加,涂层中的TTCP,HA和 CaO逐渐减少,只剩下α-TCP和CaTiO3。与功率相比,扫描速度对涂层物相的影响较小。当激光功率为400 W时,不同扫描速度下涂层的物相没有发生明显的变化,主要物相均为TTCP。将涂层在800 ℃下保温5 h,然后随炉冷却,可以使涂层中的TTCP和α-TCP全部转变为HA,进而得到含HA较多的涂层。     

聚醚改性多面体低聚倍半硅氧烷构筑耐水性亲水防雾涂层

目的制备一种高耐水性的亲水防雾涂层。方法通过光引发巯基-烯点击化学反应,合成聚醚改性多面体低聚倍半硅氧烷(POSS),得到聚醚改性POSS(POSS-SH6-PEGMA2),采用FT-IR、1H-NMR表征合成产物的结构。将其与亲水性UV树脂混合,在聚碳酸酯基板上涂布、光固化,形成高耐水性亲水防雾层。采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析涂层表面元素,通过超景深三维显微镜对涂层表面形貌进行分析,使用接触角分析仪表征涂层的亲水性,并评价涂层的耐水性和防雾性能。结果通过XPS得到的结果表明,POSS在涂层中发生迁移,富集在涂层表面。通过超景深三维显微镜观察涂层表面发现,表面产生了一系列不同的微观结构,表面粗糙度增大。随涂层中POSS-SH6-PEGMA2的含量增大,涂层的耐水性、亲水性以及防雾性能增强。当POSS-SH6-PEGMA2的含量为55%时(POSS含量为9.71%),涂层的耐水性(吸水率为7.3%)、亲水性(水接触角为7.41°±2.35°)和防雾性能最佳。结论在聚乙二醇二丙烯酸酯涂层中添加一定量聚醚改性POSS(POSS-SH6-PEGMA2的含量为55%),能获得高耐水性的亲水防雾涂层。     

FeCoCr0.5NiBSix高熵合金涂层的高温冲蚀磨损性能

目的研究FeCoCr_(0.5)NiBSi_x高熵合金在高温冲蚀下的表面形貌、冲蚀机理和磨损性能。方法在45钢基体上用激光熔覆方法制备FeCoCr_(0.5)NiBSi_x(x=0.1～0.4)高熵合金涂层,将不同Si含量的FeCoCr_(0.5)NiBSi_x高熵合金涂层分别在室温和650～900℃下进行冲蚀试验。利用SEM和EDS等方法分析涂层截面和表面冲蚀形貌,同时测试涂层的显微硬度和冲蚀磨损率。结果 FeCoCr0.5NiBSix涂层由简单FCC固溶体和硼化物两相组成,Si元素易固溶在FCC固溶体中。FeCoCr0.5Ni BSix涂层的冲蚀形貌在低角度冲蚀下以犁沟和切削为主,而在高角度下则出现挤压坑。随着Si添加量的增加,FeCoCr_(0.5)NiBSi_x涂层的硬度先下降后升高,这与涂层在低角度下的冲蚀磨损率规律相反,而与高角度下的规律一致。Fe CoCr0.5NiBSix涂层的冲蚀磨损规律正好与304不锈钢相反,其冲蚀磨损率均随着冲蚀攻角和温度的增加而明显增大,30°攻角下呈现出最小的冲蚀磨损率(8.2 mg/cm2)。结论 FeCoCr0.5Ni BSix涂层的冲蚀磨损机理类似于脆性材料,低角度下以切削和犁沟破环形式为主,高角度下则以挤压破环和脆性破碎形式为主。Fe Co Cr0.5Ni BSix涂层在低角度下的冲蚀磨损性能明显好于304不锈钢。     

钢管内表面偏心电热爆炸喷涂钼涂层

设计了爆炸丝偏心安置实现圆管内表面电爆炸喷涂方案。通过对涂层厚度与喷涂距离之间关系的理论推导和试验研究,建立了电爆炸丝偏心安置工艺参数的计算方法。进行了圆管内表面偏心电爆炸喷涂试验,在φ57mm×120mm钢管内表面制备钼涂层。结果表明:利用偏心爆炸喷涂方法得到的涂层,在钢管轴向和周向都有较好的均匀性,电热爆炸喷涂对基体组织的影响很小。     

超疏水低红外发射率复合涂层的制备及性能表征

目的制备得到具有超疏水特性的低红外发射率涂层。方法以纳米SiO_2为微纳结构改性剂,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为树脂基体,Al粉为功能颜料,采用刮涂法制备得到了多种类型的改性和非改性PDMS/Al复合涂层。分析探讨了PDMS和Al粉配比、纳米SiO_2添加量及表面微纳结构层对涂层性能的影响规律及成因。结果 PDMS和Al粉配比对涂层发射率和光泽度影响明显,当PDMS和Al粉配比为6∶4时,涂层的发射率和光泽度可分别低至0.265和10.3,涂层的水接触角可达到109.5°,要明显高于传统树脂基低发射率涂层。添加纳米SiO_2可使涂层的粗糙度上升明显,从而使涂层的疏水性显著增强。当纳米SiO_2质量分数为8%时,涂层的水接触角可增大到130°,涂层的发射率和光泽度仍可低至0.330和9.8。PDMS/SiO_2微纳结构层可在PDMS/Al复合涂层表面形成明显的乳突状微纳结构,从而使涂层实现超疏水特性。当PDMS和纳米SiO_2配比为7∶3时,改性后的涂层水接触角可高达156°,同时具有相对较低的发射率(0.661)和极低的光泽度(2.1)。结论在PDMS/Al复合涂层表面构筑一定厚度的微纳结构层,可实现该涂层超疏水、低发射率和低光泽的兼容。     

工艺参数对爆炸喷涂WC-Co涂层性能均匀性的影响

采用正交实验, 分别研究了氧燃率、喷涂距离对爆炸喷涂WC-Co涂层性能的影响. 通过工艺优化, 获得了结构均匀致密、硬度高、弹性模量大、耐磨性能好的WC-Co涂层. 利用 XRD和SEM分析涂层的物相组成、观察其微观结构, 经截面与表面力学性能和磨损性能对比, 优化后的涂层表现出近似各向同性特征. 分析指出涂层均匀的微观结构及低孔隙率是导致其近似各向同性特征的主要原因.     

爆炸喷涂技术的现状及应用

介绍了爆炸喷涂技术的原理、特点、设备及应用领域。爆炸喷涂是热喷涂领域国内外公认的高新技术,与其它热喷涂方法相比,具有涂层结合强度高、孔隙率低、硬度高、耐磨性好等优异的性能。爆炸喷涂作为一种制备优质涂层的工艺,在现代工业的各个领域得到越来越广泛的应用。