高速电弧喷涂 Mo 涂层性能初探

目的初步研究高速电弧喷涂Mo涂层的综合性能,为进一步发展热喷涂Mo涂层制备工艺提供参考。方法利用高速电弧喷涂设备在45Cr Ni Mo VA钢表面制备Mo涂层,采用场发射扫描电镜、X射线能谱仪、显微硬度测试仪及电子万能试验机等对涂层形貌、成分、显微硬度及结合强度进行表征和测试,并结合断口微观形貌对拉伸断裂机理进行分析。采用CETR-3型多功能摩擦磨损试验机,在润滑条件下对涂层进行不同载荷的摩擦磨损实验,通过磨损体积及表面磨痕微观形貌分析涂层的摩擦磨损性能及机理。结果 Mo涂层具有一定量的微观孔隙,氧化物含量低,与基体结合牢固可靠,平均显微硬度高达416.3HV0.1,平均内聚强度为22.7 MPa。拉伸断口呈脆性断裂,并伴有半熔融颗粒剥落留下的剥落坑。润滑条件下,涂层在10,30,50 N载荷下的磨损体积分别为1.1×107,4.4×107,5.5×107μm3。结论高速电弧喷涂可成功制备Mo涂层,涂层与基体为机械结合。在润滑条件下,涂层的磨损体积随载荷增大而增大,不同载荷下的磨损机理均以粘着磨损为主。     

电弧喷涂含非晶相铁基涂层的研究

用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备一种高非晶含量的Fe基合金涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪分析测量涂层的组织和性能.采用湿式橡胶轮磨粒磨损试验机测试涂层耐磨粒磨损性能.结果表明,涂层呈典型的层状组织结构,由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成.涂层结构致密.孔隙率低,氧化物含量较少,并具有很高的硬度和耐磨性,相对耐磨性在同等实验条件下为低碳钢的15.2倍.     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6 MPa, Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2 MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6MPa,Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

高速电弧喷涂FeMnCrNi/Cr3C2涂层的工艺优化及磨损性能

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了FeMnCrNi/Cr₃C₂涂层。通过正交试验研究了喷涂电压、喷涂电流和喷涂距离对涂层形貌及性能的影响,获得了涂层制备的最佳工艺参数。利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、显微硬度仪与激光共聚焦显微镜等研究了最佳工艺参数下制备的FeMnCrNi/Cr₃C₂涂层的形貌及性能。结果表明:影响涂层性能的主次因素顺序为:喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流。最佳工艺参数为:喷涂电压31 V、喷涂电流240 A、喷涂距离200 mm。采用最佳工艺参数制备的涂层孔隙率为1.99%,显微硬度为719 HV0.1,是Q235钢的3.5倍,涂层的平均磨痕宽度、深度和截面积分别为281.95μm、4.42μm和564.81μm2,相比Q235钢分别减小了60%、72%和89%,具有更优的耐磨性;涂层的主要磨损形式为磨粒磨损。     

热处理对高速电弧喷涂Fe基非晶涂层抗空蚀性能的影响

利用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了FeNiCrBSiNbW非晶涂层,随后对其进行了不同温度的热处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、差示扫描量热仪、电子万能试验机、显微硬度计、纳米压痕仪和磁致伸缩空蚀仪等研究了不同温度热处理对涂层的组织结构、力学性能和空蚀行为的影响.结果 表明:随着热处理温度的升高,FeNiCrBSiNbW非晶涂层的非晶相含量、孔隙率、结合强度与断裂韧性逐渐降低,硬度与弹性模量逐渐增大,涂层在蒸馏水中的抗空蚀性能逐渐下降;喷涂态涂层的空蚀失效形式主要是片层状的脆性剥落.     

大气等离子喷涂制备Fe基非晶涂层及微观结构表征

选用Fe-10W-4Cr-3Ni-2Mo-4B-4Si-1C(质量比)合金粉末作为喷涂原料,采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上制备了Fe基涂层。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征了粉末和涂层的相组成和微观形貌;用Olycia m3分析软件对涂层的孔隙率进行测定;用热分析系统对喷涂粉末和涂层从室温到1 173K范围的DSC曲线进行记录;同时,测定了涂层的显微硬度和结合强度。结果表明:大气等离子喷涂制备的Fe基涂层与基底的结合良好,涂层较为致密并且存在灰色氧化带组织,表现出典型的层状组织结构;涂层不但具有低的表面粗糙度和孔隙率,而且具有高的显微硬度和结合强度;所制备涂层中的非晶含量约为89.2%(质量分数),涂层中形成的晶相组织为纳米晶结构。     

棒材等离子喷涂法制备Fe80P13C7非晶态合金涂层的成形特征

采用棒材等离子喷涂法制备Fe80P13C7非晶态合金涂层,采用XRD-7000型射线衍射仪分析了涂层的组织,采用CRY-2P型差热分析仪测定所制备的非晶态合金涂层的DTA曲线,分析了涂层的晶化温度,采用HX-1000型显微硬度计测量涂层的显微硬度,采用JSM-6700F型扫描电镜观察涂层的微观形貌和截面形貌,采用谱分析的方法分析涂层正面和截面的成分变化.结果表明,制备的非晶涂层组织致密,均匀,涂层与基材之间为冶金与机械相结合共同作用的成形特征;非晶涂层的显微硬度达946～1 018 HV25,晶化温度为433 ℃.     

高速电弧喷涂含稀土FeMnCrNiAl/Cr3C2复合涂层的组织与耐磨性能

利用高速电弧喷涂技术在20钢表面分别制备了含稀土和不含稀土的FeMnCrNiAl/Cr3C2涂层。结合光学显微镜、显微硬度、场发射扫描电子显微镜、能谱分析等分析方法对喷涂层的微观组织、显微硬度、结合强度、常温滑动摩擦磨损、高温冲蚀磨损等性能进行研究。结果表明:FeMnCrNiAl/Cr3C2涂层具有较高的结合强度、显微硬度和耐磨性能,加入稀土能降低涂层摩擦系数、提高涂层常温滑动磨损和高温冲蚀磨损性能。     

超音速火焰喷涂制备钼基非晶纳米晶涂层的研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术，在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上成功的制备出了一种Mo基非晶纳米晶复合涂层。这种涂层组织均匀致密，孔隙率小，约为3．4％，呈典型的层状分布；涂层是由非晶和纳米晶组成，在非晶基体中均匀分布了纳米晶粒。根据衍射峰的半高宽，计算出Mo基涂层中的晶粒平均尺寸为25～70nm，与通过透射电镜的观察得到晶粒大小数20～70nm相符；涂层具有较高的硬度，平均显微硬度为859．0HV50；所获得的非晶纳米晶涂层具有较高的热稳定性，在1020．1℃以下使用，不会发生晶型转变。     

电弧喷涂Fe基非晶硬质涂层的组织及性能研究

利用电弧喷涂方法制备了两种铁基非晶涂层。对涂层的微观组织形貌进行了扫描电镜观察，发现FeCrMoMnBCSi涂层组织更致密；涂层主要由晶化相和非晶相共同组成，其中涂层中非晶相的相对含量可以通过对XRD衍射结果进行Pseudo-Voigt拟合计算而得；涂层的维氏显微硬度（HV）超过了1000，属于超硬涂层。涂层成分及组织结构的差异直接影响了涂层的力学性能。     

热喷涂制备Fe基非晶合金涂层的研究进展

从非晶形成理论、热喷涂制备Fe基非晶涂层两个方面对热喷涂制备Fe基合金涂层研究进行了综述,并对热喷涂制备该涂层未来的发展进行了展望.     

热喷涂FeCrBSiNbW涂层结构演变及空蚀性能

利用高速电弧喷涂技术成功制备了FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层,系统研究了不同热处理温度下,高速电弧喷涂FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层组织结构的演变规律。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等对涂层的组织结构进行了表征,在磁致伸缩汽蚀仪上采用失重分析法对不同热处理工艺下涂层的抗空蚀性能进行了研究,探讨涂层的空蚀破坏机理。结果表明：随着热处理温度的升高,涂层中非晶含量逐渐降低,当热处理温度高于550 ℃时,涂层中由单一的α(Fe,Cr)相转变为α(Fe,Cr)+ Fe3B相。涂层中α (Fe,Cr)晶粒尺寸随着热处理温度的升高逐渐增大,显微硬度也随之升高。空蚀实验结果表明,电弧喷涂FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层的抗空蚀性能随着非晶含量的降低而下降, 喷涂态涂层累积空蚀失重量最小,650 ℃热处理后涂层经180 min空蚀试验累积失重量最大,达到56.8 mg;涂层的失效模式主要为脆性剥落机制。     

高速电弧喷涂铁铝涂层的组织和性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术（HVAS）原位合成了铁铝金属化合物涂层，并研究了涂层的显微组织和性能。结果表明，铁铝涂层的成分（原子分数，%）为Fe-20.0Al-14.1O，主要相是Fe3Al、FeAl和a-Fe相，还有少量Al2O3。涂层中的Fe3Al和FeAl具有较高的有序度。涂层具有相对较高的结合强度和显微硬度，以及较低的密度和孔隙率。     

超音速电弧喷涂锌铝合金涂层的制备及在海水中的腐蚀行为研究

本文介绍了超音速电弧喷涂技术制备锌铝合金涂层的过程和工艺,对涂层进行了电化学测试。结果表明合金涂层可以起到牺牲阳极的作用,同时浸泡一段时间之后合金涂层表面可以生成钝化膜。锌铝涂层可以保护钢铁基体不被腐蚀。     

氧化铝涂层的超音速等离子喷涂参数影响及硬度分析

目的初步明确超音速等离子喷涂参数对涂层的影响规律,优化工艺参数。方法采用超音速等离子喷涂技术制备Al2O3陶瓷涂层,对涂层进行表征,分析喷涂电流I、等离子发生气体压力Pair、喷距d对涂层显微结构的影响。基于涂层显微硬度HV设计工艺优化试验,建立喷涂参数与显微硬度之间的回归方程。结果 I=260 A或Pair=0.55 MPa时,涂层是α-Al2O3和γ-Al2O3双相复合结构;I=340 A或Pair=0.35 MPa时,涂层几乎全由γ-Al2O3相组成,基本不含有未熔颗粒;喷距变化对涂层相组成的影响不显著。I或d增大,或者Pair降低,显微硬度都呈增大趋势。结论在实验范围内,超音速等离子喷涂Al2O3涂层的显微硬度最优工艺是:Pair=0.35 MPa,I=340 A,d=230 mm。     

深冷处理对Fe40Ni38B19Mo3非晶合金薄带矫顽力的影响

Fe_(40)Ni_(38)B_(19)Mo_3非晶合金薄带在液氮温度下经不同时间的深冷处理后,采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪和B-H分析仪研究了经过不同深冷处理时间后非晶合金结构及矫顽力的变化规律。结果表明,深冷处理后合金仍然为非晶态,而原子组态变得更无序;随着深冷处理时间的增加,Fe_(40)Ni_(38)B_(19)Mo_3非晶合金薄带的自由体积呈现降低的趋势;矫顽力随深冷处理时间的增加呈现非单调性的变化,除了经2 h处理的试样的矫顽力比铸态略大,其他深冷处理试样的矫顽力均低于铸态试样的矫顽力。矫顽力的变化是非晶合金化学短程序的变化和自由体积改变共同作用的结果。     

New fracture morphology of amorphous Fe78Si9B13 alloy

The tensile fracture morphology of a brittle amorphous Fe-based ribbon was investigated by scanning electron microscopy（SEM）. The fracture surface consists of mirror, mist and river-pattern zones with crack propagating. The formation of nanoscale damage cavity structure is a main characteristic morphology on the fracture surface. Approaching the fracture source in the mirror, these damage cavities assemble and form the nanoscale periodic striation patterns, which are neither Wallner lines nor crack front waves. At shear deformation stage, the apparent surface energy yf of amorphous Fe78Si9B13 ribbon is much smaller than that of less-brittle amorphous alloys, which indirectly indicates amorphous Fe7sSi9Bl3 ribbon is perfectly brittle. The crack branching appears at the moment of final fracture due to the high crack propagating velocity.