等离子喷涂银基涂层性能研究

银基涂层作为一种减磨润滑涂层,具有良好的润滑性。本文采用大气等离子热喷涂方法在不锈钢基体上制备了银基涂层,并采用扫描电镜、灰度法、拉伸法、摩擦磨损等方法对涂层的微观结构、孔隙率、结合强度、硬度、摩擦系数、磨损量、耐蚀性能进行了研究。试验表明,在适当的喷涂工艺下制备的银基涂层组织致密,孔隙率低至0.55%,结合强度达50MPa以上,摩擦系数低至0.1683,耐腐蚀性能优异。     

超音速火焰喷涂 Fe 基非晶耐磨涂层的组织与性能

采用超音速火焰喷涂 (HVOF) 在 304 不锈钢基体上制备了 FeSiBP 非晶涂层, 利用扫描电子显微镜、 X 射 线衍射仪、 维氏显微硬度计、 摩擦磨损试验机、 三维光学轮廓仪等设备对涂层的组织结构、 摩擦性能和磨损机制 进行了深入分析。 结果表明： 涂层大部分为非晶态, 非晶含量随着热量输入的增大呈先增加后减少的趋势。 当喷 涂参数为煤油流量 5.5 GPH, 氧气流量 2000 SCFH, 送粉器转速 4 RPM, 喷涂距离 360 mm 时, 涂层非晶含量可 达 83.8%, 硬度 857 HV0.2, 耐磨性是 304 不锈钢基体的 2.52 倍。     

等离子喷涂阻燃涂层性能研究

采用大气等离子喷涂工艺在TA15钛合金上制备了复合涂层,利用激光点燃法测量了复合涂层的阻燃性能,采用SEM、EDS对试样进行对比分析。结果表明:复合涂层在一定条件下具有阻燃作用,涂层厚度增加,阻燃性能增加;复合涂层主要是导热系数低,涂层吸收能量,减小基体对热量的吸收,同时阻止钛合金与氧接触机制来阻燃;TA15烧蚀后,主要为Ti的氧化物、少量Al的氧化物和Zr的氧化物,烧蚀中心发生Mo的氧化物挥发现象,复合涂层烧蚀后主要分四个区域。     

等离子喷涂WC/Co涂层测试分析方法

探讨了WC/Co涂层常规性能测试方法及涂层的微观分析方法。     

反应等离子喷涂制备原位TiC颗粒增强Fe基金属陶瓷涂层

以钛铁粉、铁粉和蔗糖(碳的前驱体)为原料,采用前驱体热分解复合技术制备了Fe-Ti-C系反应热喷涂粉末,并通过普通等离子喷涂技术原位合成并沉积了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了喷涂粉末和复合涂层的相组成和显微结构.结果表明:前驱体热分解复合技术制备的Fe-Ti-C反应喷涂粉末粒径均匀,原料粉末颗粒间的结合强度高;所制备的TiC/Fe复合涂层主要由不同含量TiC颗粒分布于金属Fe基体内部而形成的复合片层叠加而成;TiC颗粒大致呈球形,粒径呈纳米级;TiC理论质量分数53%的TiC/Fe金属陶瓷涂层的耐磨粒磨损性能较好,SRV磨损实验中涂层的磨损面积为基体(45钢)的1/25左右.     

等离子喷涂NiCrAlYSi基封严涂层的性能研究

采用大气等离子喷涂方法制备NiCrAlYSi基封严涂层,涂层采用聚苯酯为造孔剂,氟化物为自润滑相。研究发现,随着聚苯酯的含量增加,涂层孔隙率增加,硬度下降。喷涂参数(喷涂距离,喷涂功率)对涂层的硬度亦有较大影响,随着喷涂参数的改变,喷涂过程中聚苯酯的氧化程度各异,从而影响了涂层中的孔隙率,进而导致涂层硬度的变化。因此,通过调控喷涂参数和聚苯酯含量,可以达到对涂层孔隙率及硬度的控制。1000℃至室温热震试验结果表明:涂层具有良好的抗热冲击性能,且气孔率高的涂层抗热冲击性能更加优异。     

等离子喷涂镍基封严涂层热性能的研究

研究了镍基可磨耗封严涂层的抗热性能。采用等离子喷涂工艺喷涂镍基复合粉末,并对喷涂后涂层的抗热性能进行研究。结果表明,采用等离子喷涂制备的镍基封严涂层经过500℃不同时间热处理试验,涂层的硬度及显微组织仍能满足涂层的使用要求,涂层的抗热性能良好。     

等离子喷涂WC-12Co涂层制备及耐磨耐蚀性研究

采用等离子喷涂方法,在不同送粉量和喷涂距离下制备WC-12Co涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、结合强度、表面硬度及耐磨耐蚀性能的影响.利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）测试分析了涂层的形貌和成分;利用显微硬度计测定了涂层的显微硬度;利用万能试验机测定了涂层的抗拉强度;利用高速环块磨损实验机测试了涂层的耐磨性能;利用CHI660D电化学工作站和三电极体系测试了涂层的电化学性能.结果表明,喷涂过程中送粉量和喷涂距离的改变对WC-12Co涂层的结合强度和硬度影响显著,喷涂过程中有新相产生,合理喷涂工艺参数的优选可使涂层的抗拉强度和表面硬度显著提高,涂层孔隙分布均匀,耐磨耐蚀性能良好.     

脉冲气动喷涂法制备WC基涂层性能及过程分析

本文介绍了用脉冲气动喷涂法(PGDS)制备WC基涂层的全过程,重点研究了气体压力、预热温度、喷涂粉末的温度等参数对涂层微观结构的影响。通过安装在喷枪上的粒子速度观测器和激光诊断系统,可以及时纠正粒子速度与喷涂参数的偏差。本文通过OM、SEM、XRD和显微硬度分析检测结果表明,随着粒子预热温度和速度的增加,涂层的微裂纹等缺陷减少,涂层的显微硬度增加。     

爆炸喷涂NiMo-TiC金属陶瓷涂层组织及工艺的研究

采用爆炸喷涂系统运用不同的氧燃配比在不锈钢基体上制备了NiMo-TiC金属陶瓷涂层,主要研究了氧气流量和燃气流量配比对涂层硬度和相成分的影响,探讨了喷涂过程中元素的氧化行为。使用涂层横截面金相分析方法,对其硬度及孔隙率进行测试,利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等对其组织微观结构及相成分进行测试,测试结果表明:涂层截面的维氏硬度可以达到HV0.3850左右,孔隙率接近1%,当提高氧气与燃气的配比到1.25∶1.00时,涂层的维氏硬度有所下降,涂层结构为片层状组织,与过渡层结合紧密,但涂层中存在与粉末粒径相当的未熔TiC颗粒。XRD测试结果显示,部分TiC在喷涂过程中会在氧的作用下形成TiO和Ti2O3,当提高氧燃配比时,TiO在喷涂气流中氧元素作用下转变为Ti2O3,Ti2O3的相对含量随混合气中氧气比例的增加而增加。大部分Mo元素在喷涂焰流中被氧化,其氧化产物被爆炸产生的气流加热气化,没有沉积到涂层中。研究发现氧气与乙炔的配比比例为1.1∶1.0时,喷枪中的气流更接近爆轰波的理论状态,涂层具有较好的综合性能。     

等离子喷涂钴包碳化钨涂层显微结构的研究

利用x—衍射、扫描电镜、透射电镜、金相等物理实验方法,研究了低压等离子和大气等离子喷涂钴包碳化钨涂层的显微组织结构,并讨论了致密化机理。     

反应等离子喷涂TiCN-Mo涂层的组织与性能

利用反应等离子喷涂技术在钢基体上沉积了3种不同Mo含量的TiCN-Mo金属基陶瓷涂层。通过XRD、SEM及EDS对涂层显微结构进行分析,通过显微硬度计测量涂层的硬度和压痕韧性,并对显微硬度进行Weibull分布统计。结果表明:涂层由TiC_(0.7)N_(0.3),TiN,金属Mo相,少量Ti_2O及钼的氧化物组成;Mo以白色条带状均匀分布在TiCN周围,交替叠加,形成紧密的显微结构;三种涂层显微硬度均服从Weibull分布,具有一定分散性;与单一TiCN涂层相比,当Mo质量分数为10%时,制备的涂层显微硬度具有较小的分散性,结构致密,具有较高的压痕韧性和强度。     

WC增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与性能研究

在三元硼化物Mo2FeB2基金属陶瓷的基础上添加不同量的WC进行真空液相烧结,并对烧成的试样进行表征。结果表明,添加WC颗粒不影响生成三元硼化物Mo2FeB2的原位液相反应过程,其可作为Mo2FeB2颗粒的形核中心,进一步促进材料烧结致密化,且WC颗粒与Mo2FeB2硬质颗粒形成结合良好的双硬质相,弥散分布在Fe基粘结相中,有效地增强了Mo2FeB2基金属陶瓷硬度及耐磨损性能。当WC添加量为20%(质量分数)时,材料硬度最高,达到HRA87.9,提高了7.2%,在砂轮对磨试验条件下其耐磨性最好,提高了10倍。     

HVOF喷涂超细WC-12Co耐磨涂层微观组织结构及性能研究

采用超细碳化钨和草酸钴为原料通过喷雾干燥造粒、氮气保护烧结、氢气还原等工艺得到WC-12Co超细热喷涂粉末材料.通过超音速火焰喷涂(HVOF)制备超细WC-12Co耐磨涂层.通过扫描电子显微镜对制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料及超细结构耐磨涂层的微观组织结构进行分析.对制备的超细结构耐磨涂层的结合强度、硬度进行表征.结果表明制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料适合于超音速火焰喷涂制备超细WC-12Co耐磨涂层,制备的超细WC-12Co耐磨涂层性能优异.     

镍代钴基高温合金涂层组织及抗氧化性能研究

分析了等离子堆焊钴基高温合金Co-02、部分镍代钴基合金Co-04和镍基代钴基合金ND Co-02粉末涂层的金相组织、氧化膜形貌及其能谱、氧化膜断面形貌及其能谱。结果表明：三种合金涂层的金相组织均为白色奥氏体基体加细小Cr7C3、Cr7(C，B)3共晶Co-02生成Cr2O3选择性外氧化保护膜，Co-04和ND Co-02有明显的局部贫Cr区，生成CoCr2O4和NiCr2O4尖晶石结构保护性氧化膜，有效地提高了抗氧化性；三种合金均具有优良的抗氧化性能，且按ND Co-02、Co-04、Co-02顺序依次增强。评定了它们的抗氧化级别。     

超音速火焰喷涂CoCrW耐磨涂层的性能研究

本文针对自产Co25Cr10Ni8W合金粉末,采用HVOF工艺制备了CoCrW涂层,研究了氧气流量、煤油流量、喷涂距离对CoCrW涂层性能的影响,确定了制备CoCrW涂层主要的喷涂参数为:喷距340mm;O2流量24L/m3;煤油流量900L/h。对制备的涂层进行了性能检测,涂层结合强度达到54.08Mpa;HR15N为83.5;孔隙率为0.6%。     

反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织与性能研究

采用工业纯钛粉,利用反应等离子喷涂技术,在45钢表面原位合成TiN复相涂层。利用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用扫描电镜观察涂层的组织结构、显微压痕、断口和磨损形貌,采用能谱仪分析压痕微区成分,测试了涂层的显微硬度和耐磨性能。结果表明:复相涂层由TiN、TiN0.3、Ti3O组成;涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间、层与基体之间结合较好;涂层的显微硬度为983~1 254 HV0.1;显微压痕形状清晰、规则,且压痕周围无翘边现象;断口形貌说明涂层具有一定的韧性,为介于陶瓷材料与韧性材料之间的混合断裂机制;涂层在低载荷时耐磨性能最佳。     

超音速等离子喷涂YPSZ涂层的组织及耐磨性能

为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO₂相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10^-2mm³,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善.     

等离子喷涂热障涂层组织结构与抗热震性能关系研究

采用大气等离子喷涂工艺制备了NiCoCrAlY粘结底层,选用两种微米ZrO2和一种纳米ZrO2粉末,分别采用APS1和APS2两种工艺制备面层.对三种涂层的金相组织、显微力学性能及热震性能进行了测试,对比性试验结果表明增加喷涂过程中变形粒子之间的结合强度,是提高热障涂层热震性能的途径之一;采用AOS2方法制备的热障涂层结构致密、孔隙率低、涂层硬度和弹性模量较高,具有较长的热震寿命,抗剥落性更好.     

离心式注水泵火焰超音速喷涂金属陶瓷涂层性能试验研究

通过研究离心式注水泵的使用工况及失效机理,设计了一种火焰超音速喷涂工艺制备的以镍、钴合金为主的复合金属陶瓷涂层提高离心式注水泵叶轮的泵效,对涂层进行金相观察、显微硬度分析、涂层结合强度试验及耐空蚀性能测试,结果表明,镍基金属陶瓷涂层与基体结合强度高,抗空蚀性能优良.