火焰喷涂镍石墨涂层工艺研究

通过大量的镍石墨喷涂工艺实验,分析探讨了火焰喷涂各工步的作用;在确保涂层各项性能指标的前提下,调整喷涂参数如送粉量、喷涂距离、各种气体流量等对镍石墨涂层硬度的影响,如氧气流量加大会导致涂层硬度过高;在一定范围内喷涂距离越小,涂层硬度值越高;送粉量越大,涂层硬度越低等。     

超音速火焰喷涂工艺参数对镍基涂层结构和性能的影响

采用正交试验设计方法研究了超音速火焰喷涂工艺参数对镍基涂层孔隙率、显微硬度和冲蚀磨损性能的影响。结果表明：超音速火焰喷涂的送粉量和喷涂距离对涂层的性能影响较大，而氧气流量和燃气流量对涂层的性能影响较小。涂层的冲蚀磨损失效机制为在磨粒的冲击下，涂层首先产生裂纹，裂纹沿弱结合处扩展最终导致涂层粒子剥落。     

超音速火焰喷涂T800涂层的金相评估与性能分析

采用超音速火焰喷涂技术,并选取不同喷涂工艺参数制备了T800涂层的金相试样。利用金相显微镜对涂层组织结构进行了研究,并通过显微硬度测试、表面硬度测试、拉伸试验等测试方法确定涂层的最佳喷涂参数。     

送粉方式对碳/碳基体上等离子喷涂羟基磷灰石涂层的影响

采用等离子喷涂技术在碳／碳复合材料上制备了羟基磷灰石(HA)涂层，采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针和电子拉伸机等研究了送粉方式对HA涂层的组织与性能的影响。结果表明：内送粉方式下制得的HA涂层，颗粒熔化程度较高，涂层的晶相含量较低；40kW的喷涂功率和外送粉方式下制得的HA涂层与碳／碳基体的抗剪强度最高；但HA涂层与碳／碳基体之间仍属于机械结合。     

HVAF-ARC涂层在电站锅炉省煤器防护中的研究

本文采用HVAF-ARC喷涂系统制造的NiCrTi活性功能涂层.研究电站锅炉省煤器防护涂层的金相组织研究、SEM检测、X射线衍射以及涂层显微硬度.     

超音速火焰喷涂制备WC-10Co-4Cr涂层工艺参数的优化

采用超音速火焰喷涂(HVOF)系统在Q235钢表面制备了WC-10Co-4Cr涂层,用正交试验方法研究了喷涂距离、氧气流量、煤油流量等工艺参数对涂层孔隙率和显微硬度的影响。结果表明:氧气流量是影响涂层孔隙率和显微硬度的最显著因素,煤油流量和喷涂距离的影响较小;最佳工艺参数为氧气流量897L·min-1、煤油流量0.38L·min-1、喷涂距离300mm,在此工艺参数下制备涂层的孔隙率为0.31%,显微硬度为1 323HV。     

HVOF超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的研究

通过对HVOF超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的工艺研究,确定合理的喷涂工艺参数,并探讨喷涂工艺各因素对涂层的影响。涂层的金相组织、显微硬度、结合强度等性能测试结果表明:HVOF超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层符合图纸的涂层性能要求。     

碳钢表面等离子喷涂陶瓷涂层的制备及表征

采用不同的喷涂功率,在Q235钢表面喷涂氧化铝涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、金相照相机和显微硬度计表征不同功率下Al2O3陶瓷涂层的成分、表面和界面形貌、金相组织以及显微硬度.结果表明,等离子喷涂能在碳钢表面形成结构致密的Al2O3陶瓷涂层,其与基体的结合主要以冶金的机械结合为主,硬度较基体有明显提高.XRD分析表明,陶瓷涂层中主要的成分是稳定的γ-Al2O3相,存在少量的α-Al2O3,同时还有极少量的其他多晶相和非晶相.     

冷喷涂Cu-Zn-Al_2O_3修复斯太尔发动机水道腐蚀区域的涂层性能分析

采用冷气体动力喷涂技术,喷涂超细Cu-Zn-Al2O3复合粉来修复斯太尔发动机水道腐蚀区域,并对冷喷涂层的显微结构、物相组成和力学性能进行了表征。实验表明,超细Cu-Zn-Al2O3复合粉经超音速冷喷涂制备的涂层可与发动机缸体基体结合牢固,显微组织致密,测得的涂层抗拉强度值达到28.87 MPa,涂层表面硬度均值143.6HV0.05,耐磨性是斯太尔发动机基体的5.035 5倍,延长了设备服役期。     

送粉速率对等离子喷涂Mo2NiB2基金属陶瓷涂层性能的影响

采用大气等离子喷涂法在Q235钢基体表面制备Mo₂NiB₂基金属陶瓷涂层,研究了送粉速率(40～80 g·min^-1)对Mo₂NiB₂涂层硬度、结合强度、耐腐蚀性能的影响。结果表明：不同送粉速率下Mo₂NiB₂涂层主要由Mo₂NiB₂陶瓷相、MoNi₄合金相和MoB₂硬质相组成,在送粉速率为60 g·min^-1时涂层质量最佳;随着送粉速率的增大,Mo₂NiB₂涂层的硬度和结合强度先提高后下降,且均在送粉速率为60 g·min^-1时达到最大,分别为2 107 HV,29.23 MPa; Mo₂NiB₂涂层的耐腐蚀性能随送粉速率的增大而增强,在送粉速率为80 g·min^-1时达到最佳。     

基于均匀设计的NiCr-Cr_3C_2超声速等离子喷涂工艺参数优化

运用均匀化设计方法研究超声速等离子工艺参数对涂层的孔隙率和显微硬度的影响。利用逐步回归的数学方法回归分析喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离对孔隙率、显微硬度的综合作用。回归分析表明,三次多元多项式和二次多元多项式分别适合于表征上述工艺参数对涂层孔隙率和显微硬度的影响规律。对孔隙率回归方程和显微硬度回归方程进行数学处理并分析表明,超声速等离子喷涂NiCr-Cr3C2的最佳工艺参数对应的喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离分别185V,375 A,110 L/min和107 mm,该参数下的涂层孔隙率为1.07%,显微硬度值为1 097 HV0.3。经验证,孔隙率及显微硬度回归方程分别适合于表征喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离等工艺参数与NiCr-Cr3C2涂层孔隙率及显微硬度的关系。     

等离子喷涂碳化钨涂层组织与喷涂条件的关系

将粉末直接输送到低功率等离子喷枪内部阴、阳极之间，携带粉末气体转变为等离子体，在输入电功能1．8－5．6kW条件下，利用低能等离子喷涂铸造－破碎和烧结－破碎两种碳化钨粉末，沉积效率达到80％以上。同时研究了Ar-N2、Ar-H2两种不同等离子气体和不同等离子工艺参数下涂层的组织结构、硬度等的关系。Ar-Z2气体成分对涂层硬度的影响 大于Ar-H2。并且推荐了适合于内送粉低功率等离子喷涂金属碳化钨的工艺。     

金属陶瓷涂层抗高温冲蚀性能的研究

使用一种金属/陶瓷粉芯线材--铁基Cr3C2型粉芯线材,采用电弧喷涂技术在A3钢基体上制得涂层.使用光学金相显微镜、扫描电子显微镜观察涂层的微观结构,并进行了硬度测试、磨粒磨损性能和高温冲蚀磨损性能研究.结果表明,涂层具有优异的综合力学性能,特别是在650℃时表现出优异的抗高温冲蚀性能.     

等离子喷涂NiCrAl黏结涂层工艺优化研究

用正交试验方法研究了等离子喷涂工艺的4个主要参数:喷涂距离、电流、主气流量和辅气流量对NiCrAl涂层结合强度的影响,确定了优化工艺并进行了验证试验,比较了工艺优化前后涂层的结合强度、孔隙率和显微硬度.结果表明:影响涂层结合强度的因素主次顺序是:主气流量、辅气流量、喷涂距离和电流,工艺优化能显著提高NiCrAl涂层的性能,优化工艺喷涂的NiCrAl涂层结合强度达到76..MPa,孔隙率为0.42%,显微硬度为HV321.     

超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘工艺及力学性能研究

基于超音速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel, HVOF)技术,在7075高强铝合金表面制备出碳化钨(WC)颗粒来增强镍基合金的耐磨层,分别利用光学显微镜、扫描电镜对喷涂层及界面过渡区(Interface Transition Zone, ITZ)微观组织进行表征,技术制造分别使用显微硬度仪和万能试验机对喷涂层的显微硬度和抗剪强度进行测试,探求铝基复合制动盘超音速火焰喷涂工艺。结果表明,超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘的工艺参数为铝基合金表面WC颗粒含量为35%,氧油比约为3∶1,送粉量为80 g/min,喷涂距离为330 mm,入射速度为450 m/s,制动盘转速为7 r/min,氮气流量为10 L/min;铝基复合制动盘喷涂层微观组织为奥氏体基体上弥散分布着大量WC颗粒,致密度高达94%;喷涂层显微硬度约为1 500HV,剪切强度约为147.3 MPa,满足制动盘力学性能要求。     

铝合金表面激光沉积AlCrFeCoNiCu高熵合金组织与工艺优化

为了提高铝合金表面的力学性能,利用同轴送粉器将高纯度的Cr,Fe,Co,Ni,Cu粉末激光沉积在铝合金表面,制备了AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层。以激光功率、扫描速度、送粉率为因子,以润湿角、稀释率为响应,综合田口分析与逼近理想值分析(TOPSIS)对激光沉积工艺参数进行多目标优化。利用XRD、SEM和EDS技术分析了涂层的相结构、微观组织和元素含量,并对涂层进行了显微硬度测试。采用优化后的工艺参数进行实验验证,最优值接近度C_i~*由0.538 9增加到0.567 4,提高了5.28%,最佳工艺参数为激光功率1 300 W,扫描速度120mm/min,送粉率5.4g/min。沉积层为FCC和BCC相结构;显微组织包括柱状晶、等轴晶,在枝晶间出现Cu偏析;涂层的平均硬度为509HV_(0.2),是基材的5倍。结果表明:综合利用田口分析和TOPSIS的方法可有效优化铝合金表面激光沉积高熵合金的工艺参数,AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层可以显著改善铝合金表面的力学性能。     

应用激光堆焊技术对磨损轴件的修复工艺

采用激光堆焊技术及自动送粉工艺进行了轴件修复实验。采用为检验激光修复的性能，对相同条件下(材料、工艺等)获得的试样进行了性能测试。用金相显微镜分析了堆焊层及过渡区的金相组织，用HXD-1000显微硬度仪测试了堆焊层的显微硬度。     

等离子喷涂铜铝涂层工艺研究

采用正交实验设计方法研究了等离子喷涂铜铝涂层过程中涂层硬度与等离子喷涂参数之间的响应关系,利用建立的响应公式,通过排列组合,优选出最佳工艺参数,并进行了实验验证。在实验参数区间内：涂层硬度HR15T与氩气流量、氢气流量及电流成正比,与喷涂距离成反比;在最优工艺参数范围下：获得的涂层硬度值分布在HR85～87之间,涂层结合强度≥32 MPa;涂层孔隙率≤3%,涂层最大孔洞尺寸约为8μm,涂层未熔粒子百分数约为3%,最大未熔粒子尺寸约为10μm;涂层试样弯曲170°后,涂层未出现脱落起皮现象。     

超音速喷涂含氟化物涂层工艺研究

在航空发动机设计中,正确地选择和使用涂层对保证和提高机件的可靠性、耐久性和寿命至关重要。本文简要介绍了刷式密封及超音速喷涂机理及特点,阐述了超音速喷涂含氟化物的碳化铬/镍铬自润滑耐磨涂层的工艺方法,对含氟化物的碳化铬/镍铬涂层进行结合强度试验、热震试验、硬度测定和金相分析。结果表明,超音速喷涂含氟化物的碳化铬/镍铬涂层的层间氧化物含量和孔隙率低、组织致密、结合强度高,能显著提高刷式密封的封严效果。     

高效能超音速等离子喷涂技术的研究与开发应用

根据“高效能、超音速”等离子喷涂枪的设计指导思想，对超音速等离子喷涂枪的枪体、水路、气路、阴阳极结构及送粉结构进行了全新设计，利用等离子体物理学、流体力学和工程热力学的理论设计了独特的单阳极Laval喷嘴。通过对该喷涂枪和制备的涂层性能测试研究表明，该喷涂枪实现了低功率（＜80kW）、小气体流量（＜6m^3/h)条件下的高效能超音速等离子喷涂，在有效喷涂距离内的粒子飞行速度达450m/s。喷枪的主要性能指标：焰流速度、粉末沉积效率、涂层与能耗比、电极的性价比均达到或超过了美国TAFA公司的PlazJet高能高速等离子喷涂枪。制造陶瓷涂层的结合强度、孔隙率、显微硬度等性能明显优于METCO.9M普通等离子喷，但运行成本仅为国外超音速PlazJet等离子喷涂的一半。高效能超音速等离子喷涂技术在工业、国防、航空的功能领域具有广阔的应用前景。