干冰冲击在超音速火焰喷涂厚WC-Co涂层中的应用

超音速火焰喷涂过程中产生的残余应力会限制涂层的厚度。在研究中,为了获得高质量WC-Co厚涂层,在超音速火焰喷涂过程中采用了干冰冲击技术,这主要是由于干冰冲击对涂层产生了高效冷却和机械锤平。本研究采用X射线衍射,扫描电镜和能谱能对粉末和涂层得微观结构和相分布进行表征。此外,本文对涂层的硬度、抗滑动摩擦等性能也进行了研究。最后我们得出结论,干冰冲击能有效地细化晶粒尺寸,提高涂层硬度,致密度和抗滑动摩擦性能。本研究采用超音速火焰喷涂和干冰冲击联合的工艺方法喷涂WC-Co粉末,以提高冷却效率和喷涂过程中的类喷丸效应。该方法也可以用来制备厚的WC-Co涂层。本文还研究了涂层的微观组织、相组成和摩擦磨损性能。     

超音速火焰喷涂 WC-Cr3C2-M 涂层性能 及其在液压支架立柱上的应用研究

分别采用电镀和超音速火焰喷涂在27SiMn钢表面制备了硬铬和WC-Cr_3C_2-M涂层,测试了两种涂层的机械性能以及磨损和腐蚀性能,并将WC-Cr_3C_2-M涂层在煤矿的液压支架的立柱上井下应用。结果表明:相对于电镀硬铬涂层,采用超音速火焰喷涂工艺制备的WC-Cr_3C_2-M涂层与基体结合强度高,孔隙率低,表现出更高的硬度、耐磨和抗腐蚀性能。WC-Cr_3C_2-M涂层在井下实际工况下防护效果显著,可以代替会给环境带来严重污染的电镀硬铬,用于煤矿井下的液压支架的表面防护。     

316L钢表面超音速火焰喷涂Fe基粉末涂层显微结构及摩擦性能分析

经过液氮循环工艺获得了塑韧性更优的Fe基粉末,通过超音速火焰喷涂（high velocity oxy-fuel,HVOF）法对建筑用316L钢基体表面造成高速撞击生成Fe基粉末涂层,分析涂层摩擦学特性与液氮循环工艺间的关系。研究结果表明:液氮循环处理粉末和未处理原始粉末都属于非晶态,粉末外观形貌都属于椭球形,没有开裂或破碎。在液氮循环处理粉末涂层组织中只存在少量的未铺展颗粒,孔隙率也发生了明显减小,形成了更致密组织。采用液氮循环方法来改善粉末塑性,使粉末以更好的铺展状态完成沉积过程。经过液氮循环处理的粉末涂层可以获得更稳定的摩擦学性能,形成了更致密的组织,孔隙与裂纹数量明显降低,摩擦系数明显减小,主要发生氧化磨损,表现出更低的磨痕深度与磨损率误差。     

一种电镀硬铬镀层的替代技术——超音速火焰喷涂碳化钨涂层

超音速火焰喷涂技术制备的碳化钨涂层具有良好的韧性和与基体较高的结合强度,其显微硬度和中性盐雾耐腐蚀性均优于硬铬镀层,是一种硬铬镀层理想的替代技术。     

工艺参数对超音速火焰喷涂Fe基非晶涂层性能的影响

Fe基非晶涂层具有优异的耐磨、耐蚀性能,以及较高的性价比,适合在表面防护涂层领域广泛应用。本文通过正交试验研究了煤油流量、氧气流量、送粉速率、喷涂距离对超音速火焰喷涂制备的Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能的影响。采用图像法、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能进行了表征。采用X射线衍射仪和扫描电镜分别对涂层的相组成和显微结构进行了表征。通过极差分析法分析得出以涂层孔隙率最低为目标的优化制备工艺,最佳喷涂工艺参数为:煤油流量0.41 L/min,氧气流量830 L/min,喷涂距离430 mm,送粉速率40 g/min。结果表明:送粉速率和氧气流量对涂层孔隙率影响较大,进而影响涂层的硬度及耐磨性能。孔隙率随着氧气流量和送粉速率的增加而增加,随着煤油流量和喷涂距离的增加而降低。制备的Fe基非晶涂层硬度达到1158.9HV0.2,孔隙率为1.22%,磨损实验的质量损失量只有316L不锈钢的一半。     

HVOF喷涂Fe基非晶合金涂层的组织结构和耐腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术,制备了含Fe、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂层。利用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站、差示扫描量热仪等设备对涂层的组织结构、耐腐蚀性能和热稳定性进行了研究。喷涂工艺参数为:氧气压力0.6MPa,氧气流量166L·min-1,丙烷压力0.55MPa,丙烷流量24L·min-1,喷涂距离350mm。制备的涂层孔隙率和显微硬度分别为1.8%和823HV0.1,其非晶化程度较高;微观结构分析表明涂层由熔化变形成扁平粒子、未熔化的粉末颗粒以及孔隙、裂纹等缺陷组成的波浪层状组织。相组织结构分析表明涂层主要由非晶相组成,含有少量的纳米晶相组织。差示扫描量热仪测试表明所制备涂层的晶化区间为532℃～580℃。电化学测试表明,Fe基非晶合金涂层在1mol·L-1的H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl溶液中都经历了活性溶解—钝化—过钝化的过程,涂层在NaOH溶液中的耐腐蚀性能最强,其次为NaCl溶液,在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能较差。     

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层的滑动摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备了Cr_3C_2-25%NiCr陶瓷,对涂层的组织结构、显微硬度及在滑动摩擦条件下的失重进行了分析,得出了涂层摩擦因数与时间的关系,对涂层的滑动摩擦磨损机理进行了分析。结果表明Cr_3C_2-25%NiCr涂层致密,孔隙率为0.96%,涂层截面的显微硬度平均值HV_(0.3)为867。涂层稳定的摩擦因数为0.1。初始阶段涂层的磨损主要是磨屑对涂层的磨粒磨损作用,摩擦稳定后涂层的磨损主要是由于相对运动面的磨削作用。     

微米尺度与纳米尺度陶瓷颗粒等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)、冷喷涂制备MCrAlY-Al_2O_3复合涂层的微结构与性能对比

陶瓷颗粒增强型金属基复合涂层在诸多工业领域都有需求,其中包括炼钢工业。本文中,MCr Al Y-Al2O3复合粉末通过球磨法制备,并且通过等离子喷涂、超音速火焰喷涂和冷喷涂分别制备了MCr Al Y-Al2O3复合涂层。实验结果显示,可以选用不优先使基体与Al2O3结合的复合粉末控制涂层中的Al2O3含量。涂层粉末的微结构在冷喷涂涂层和超音速火焰喷涂涂层中得到了良好的保留,这是因为喷涂粒子未熔化或部分熔化。然而,对于等离子喷涂的涂层,大多数Al2O3颗粒被隔离在层状界面,在条状界面上形成连续的氧化皮。经退火处理后,由元素扩散引起的条状界面的强化使得超音速火焰喷涂和大气等离子喷涂的涂层硬度增大。此外,冷喷涂涂层由于退火后加工硬化效果的消除,硬度增加不像超音速火焰喷涂和等离子喷涂涂层那样明显。     

电弧喷涂铁基防腐涂层在垃圾焚化厂的应用

垃圾焚化厂产生的热量可用于发电和集中供热。一些金属部件,例如热交换器,处于腐蚀性很强的气氛中。基体材料在氯含量很高的气氛中损耗非常快,影响了材料的使用寿命,且带来了高昂的维护费用。在传统的钢材表面喷涂一层防腐涂层,可以显著地改善其表面性能。由于电弧喷涂容易实现并且成本较低,其已成为一种较有成效的喷涂方法。热喷涂镍钴基合金涂层目前已达到先进技术水平,而采用铁基合金作为其替代品则为取得可观的经济效益。最新的研究结果表明在FeCr和NiCr合金的基础上加入硅后可提高其耐腐蚀性能。为了确证这些材料的潜能,本研究制备出不同成分的药芯焊丝并采用电弧喷涂技术进行喷涂。最终在含氯气体环境中测试试样的抗氧化性能。     

锆在超硬材料行业的应用

锆具有突出的核性能、优良的耐腐蚀性能及机械性能,主要用在核工业、国防、军工、医疗等行业。近几年在超硬材料行业的应用也迅速发展,新型锆专用合金基体,具有高强度、耐腐蚀、无磁性等特点,能胜任任何难磨材料部件的加工。     

磁悬浮列车闸片用硬质涂层的相结构及其性能研究

为改善磁悬浮列车闸片的制动性能,延长使用寿命同时降低生产成本。采用超音速喷涂工艺,在磁浮列车制动用闸片基体表面分别制备了WC-12Co和Cr_3C_2-25NiCr两种硬质涂层。硬质涂层的性能不仅与硬质相晶粒的大小有关,而且还与相组成及相转变密切相关。本研究利用扫描电子显微镜(SEM)、氧氮分析仪、万能试验机和显微硬度计等测试表征方法,分别对涂层的显微组织、氧化物含量、结合强度和显微硬度等结构和力学性能进行分析探究。从热力学的角度出发,对涂层中碳化物的生长条件及相变过程进行了讨论。结果显示,在本工艺参数条件下,超音速喷涂制备的WC-12Co和Cr_3C_2--25NiCr硬质涂层显微组织致密,孔隙率小于1%,涂层中的氧含量分别为0.78%和1.25%,平均结合强度分别为75.2 MPa和73.8 MPa,平均显微硬度分别为1355.8HV_1和1160.5HV_1。因此,通过材料设计的热力学分析,优化喷涂工艺,有利于高性能硬质陶瓷涂层的研制。