结晶器CrZrCu板表面等离子喷涂NiAl涂层的结合机理、组织与性能

采用等离子喷涂方法在结晶器Cu Cr Zr合金表面制备了Ni Al打底层。用正交试验法研究了工艺参数对涂层结合强度的影响;利用SEM、EDS和XRD等分析测试手段研究了涂层的结合机理及组织结构。结果表明,在选定的工艺参数范围内,工艺因素对结合强度影响的主次关系为:功率送粉速率喷涂距离主气流量,最优工艺参数为喷涂距离120 mm、主气流量54.1 L·min-1、送粉速率30 g·min-1、功率20 k W,结合强度达48.99 MPa。喷涂时,Ni-Al间发生放热反应,在涂层中形成Al4Ni3、Al3Ni2和Al Ni3等金属间化合物。在界面处主要为Al,局部区域存在"微冶金结合",在"微冶金结合"区Al与基体中的Cu相互作用,生成Cu3Al2、Cu Al2和Cu Al等相。     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结合强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂在 ４５~＃钢以无底层和铝青铜打底时喷涂 ３Ｃｒ１３不锈钢涂层的结合强度测量结果表明,在无底层的条件下,涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高,而利用铝青铜打底时,涂层与基体结合强度较低,井分析了结合强度提高的原因。     

超音速等离子喷涂WC-12Co涂层的结合机理

利用超音速等离子喷涂在经过磨抛处理的45钢基体光滑表面制备WC-12Co涂层,通过扫描电镜观察,对扁平粒子和涂层的微观结构以及结合机理等进行了探讨研究.涂层内部的结合以机械结合为主;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.高速的未完全熔化的喷涂粒子射流在撞击基体时,硬质相WC能够嵌入到基体内部,与基体互相咬合,物理结合作用增强,从而提高了涂层与基体的结合强度.     

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.     

超音速等离子喷涂工艺参数对AlSi20%Al/Ni涂层结合强度的影响

为使AlSi-20%Al/Ni超音速等离子喷涂涂层获得优良的结合性能,采用正交实验法研究了喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流等喷涂工艺参数对结合强度的影响。利用X射线衍射、扫描电镜等手段对涂层的相组成和断口形貌进行分析,利用WDW-E100D微机控制式万能拉伸试验机对涂层结合强度进行测试。结果表明:涂层由AlSi和AlNi两相组成,影响AlSi-20%Al/Ni涂层结合强度工艺参数的主次顺序为喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流,优化后的工艺参数为主气流量3.2m3/h,喷涂电流为380A,喷涂电压为130V,喷涂距离为90mm,在此参数下制备的涂层组织致密,其结合强度为65.5MPa。     

粉末结构对超音速火焰喷涂WC系金属陶瓷涂层结合强度的影响

采用４种典型的ＷＣ系硬质合金粉末与Ｗ－Ｎｉ复合粉末,研究了粉末结构、粘结相的成分与含量,以及超音速火焰喷涂（ＨＶＯＦ）条件对涂层结合强度的影响。结果表明：对于具有高熔点的ＷＣ及Ｗ颗粒构成的复合粉末,ＨＶＯＦ涂层的结合强度大于结胶的强度,几乎不受粉末结构和粘结相成分的影响。试验表明：喷涂料子具备液固两个相结构是ＨＶＯＦ涂层获得高结合强度的必要条件,而ＷＣ与Ｗ的高密度是保证ＨＶＯＦ涂层高结合强度的充分     

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。     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结构强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂,在４５＾＃钢以无底层和铝青铜找底时涂涂Ｃ３ｒ１３不锈钢涂层的结合强度,测量结果表明,在无底层的条件下,涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高,而利用铝青铜打底时,涂层与基体结合强度较低,并分析了结合强度提高的原因。     

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.     

超音速电弧喷涂NiAl复合涂层的电化学行为研究

目的研究NiAl复合涂层在腐蚀环境下的腐蚀行为及其失效机理,为其在工程中的实际应用提供理论依据。方法采用超音速电弧喷涂技术在20#钢基体表面制备了NiAl复合涂层,在此基础上对涂层的组织结构进行了表征,并对涂层与基体在3.5%NaCl溶液中的极化行为和交流阻抗谱行为进行了对比研究。结果 NiAl复合涂层的表层主要由Ni固溶体、NiAl金属间化合物和少量通过孔隙扩散到表层的Al组成。涂层呈典型的层状结构,结合较致密,表层(Ni)的孔隙率为5.3%,底层(Al)的孔隙率为4.4%。NiAl复合涂层的自腐蚀电位低于基体的自腐蚀电位,能起到良好的阴极保护效果。在测试初期,由于涂层厚度高达380μm,腐蚀介质通过涂层中存在的微裂纹和孔隙进入涂层内部,涂层快速消耗,形成较少的不溶性腐蚀产物,涂层阻抗较小,腐蚀速率较快。随腐蚀时间延长,不溶性腐蚀产物逐渐在孔隙内堆积,涂层内的极化电阻迅速增大,起到延缓腐蚀的作用。结论 NiAl复合涂层更好地发挥了Ni的耐蚀作用和Al的钝化保护作用,结合了两者的长处,表现出更好的耐蚀性能。涂层的自封闭作用是涂层阻抗值增加的主要原因。     

CuCo2Be表面等离子喷涂NiAl涂层的物相组成及其形成机理

选用等离子喷涂技术在CuCo2Be合金表面制备了NiAl涂层.用DTA,XRD,SEM,EDS等分析手段探讨了NiAl涂层的形成机理及其组成涂层的化合物、物相的形成特点及规律.结果表明,由DTA分析可知选用的NiAl复合粉末在在600~671.81℃范围内出现两个放热峰,推测在此温度范围内发生两次放热反应;SEM,EDS分析表明,涂层组织呈现明显的层状,镍铝化合物为角状,XRD分析发现涂层物相在成形的不同阶段和时间内其生成的化合物类型、数量都呈现不同的变化.利用XRD,EDS分析界面处各相的生成及元素的分布、扩散情况,研究表明在界处存在一定的元素扩散,界面除了机械锚合也存在一定的微冶金结合.     

Microstructure and bonding strength of Ni-based alloy coating

Glass molding dies often fail due to wear, oxidation and crack under the service condition of the melting glass above 1100℃ , existence of thermal shock or sliding contact friction. A repeated phase transformation may occur because the surface temperature of the die cavity exceeds eutectoid temperature during the service once the die is in contact with the hot glass. This, in turn, results in cracking on the die cavity surface, and finally, the service life of the die will be reduced[1]. Aust…     

等离子喷涂镍基合金涂层的工艺优化

采用等离子喷涂工艺在GCr15钢基体上制备Ni60B合金涂层.通过正交试验法分析了喷涂工艺参数对涂层的结合强度的影响.其影响顺序自强至弱依次为功率、送粉速率、主气流量、喷涂距离.在功率为30 kW、送粉速率为30 9·min-1、主气流量为75 L·min-1、喷涂距离为105 mm时,涂层结合强度最高,达到59.311MPa.相结构分析结果表明,涂层材料未发生明显改变,保持了原始粉末性能.SEM观察结果表明,优化后的涂层组织更加紧密,质量明显提高.     

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.     

超音速等离子喷涂沉积可磨耗封严涂层研究

采用超音速等离子喷涂沉积Ni-C及NiCr-BN可磨耗封严涂层,通过实验对比研究两种涂层的结合强度、表面硬度及在不同冲蚀角下的冲蚀磨损性能.结果表明:NiCr-BN涂层中的润滑相尺寸比Ni-C涂层更为细小;NiCr-BN涂层的结合强度及表面硬度均高于Ni-C涂层;NiCr-BN涂层的抗冲蚀性能要优于Ni-C涂层.     

CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr3C2-NiCr及NiAl/Cr3C2-NiCr涂层的结合性能

在CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层、NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层.测试涂层与基体间的结合强度及涂层的热震性能,结合SEM,EDS和XRD等分析涂层物相变化,探讨涂层的结合机理.结果表明,涂层的结合强度均较高;Ni-Al发生放热反应,生成Al4Ni3,Al3Ni2,AlNi3,剩余的铝与铜反应生成Cu3Al2,CuAl2,CuAl,局部区域形成微冶金结合;二种涂层均以机械锚合为主,在参数适合且基体相同的情况下,涂层结合强度取决于涂层材料的力学性能;相同试验条件下,NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层的热震性能优于Cr3C2-NiCr涂层.     

Bonding strength of DLC film on zirconia coating prepared by gas tunnel type plasma spraying

Bonding strength of diamond-like carbon (DLC) films on zirconia coatings prepared using a novel gas tunnel plasma spraying method has been studied and discussed. The emphasis is on the getting better characteristics of such doubly structured coatings (DSC) as comparing compared with properties of both components involved in the coatings. For the study of various failure mechanisms zirconia coatings of different thicknesses on aluminum substrates were prepared. The as-sprayed coatings were firstly polished and then subjected to deposition of DLC films. Adhesion of the DSC has been evaluated using a scratch test method. It has been found that the thicker coatings have higher hardness and lower porosity. The adhesion failures of DLC films on zirconia coatings (DSC) are caused by two different main mechanisms: (i) DLC films separation from the zirconia coatings, and (ii) DLC films breaking under stress load due to the brittleness of the material. In addition the adhesion failures are due to flaking of DLC films on the thinner zirconia coatings caused by a distortion of the aluminum alloy substrate coatings; and, chipping of DLC films themselves on the thicker zirconia coatings.     

超音速等离子喷涂ZrO2-MoSi2涂层的组织及耐磨性能

为了研制一种新型的连铸结晶器涂层材料,采用超音速等离子喷涂技术在CrZrCu基体表面制备ZrO₂-MoSi₂/CoNiCrAlY复合涂层。通过SEM、XRD和EDS等分析测试手段对涂层的微观组织、形貌及物相组成进行表征,并利用摩擦磨损试验机对ZrO₂-MoSi₂涂层与NiCo电镀层的耐磨性能进行比较。结果表明：超音速等离子喷涂可形成熔化或半熔化状态的致密层状结构组织,涂层主要由MoSi₂、ZrO₂、Mo₅Si₃和少量的单质Mo相组成,相对于NiCo电镀层,ZrO₂-MoSi₂涂层的摩擦磨损性能提高了近5倍。     

钛铝双丝超音速电弧喷涂层氮氧含量的分析与仿真

为研究喷涂工艺参数对钛铝双丝超音速电弧喷涂层氮氧含量的影响规律,利用SAS-Ⅱ型超音速电弧喷涂设备和直径为2mm的钛(TA2)、铝(L2)丝材为喷涂材料,在0.6～0.8MPa的压缩空气下,测定了丝材熔化速率与喷涂电压和喷涂电流之间的关系,根据空气动力学原理确定了初始熔滴的尺寸及形成时间,建立了涂层氮、氧含量与喷涂工艺参数之间的仿真分析模型,并利用氧氮分析仪对涂层氮氧含量进行测试.结果表明,当电流一定时,随喷涂电压的升高,涂层的N、O含量逐渐下降;当电压一定时,随电流的增大,涂层的N、O含量逐渐增大;仿真结果与测试比较接近.     

超音速等离子喷涂层的接触疲劳失效研究进展

介绍了超音速等离子喷涂层在服役过程中常见的4种疲劳失效形式(表面磨损、点蚀、分层和剥落)及其发生的机理。综述了涂层结构完整性对疲劳失效的影响,即粗糙度、孔隙率和微裂纹对疲劳失效的作用机制。总结了不同的服役条件(接触应力、润滑状态)对疲劳磨损失效的影响规律,展望了接触疲劳失效机制的研究方向,指出应从涂层内部结构和服役条件来揭示疲劳损伤机理。