热喷涂技术在船舶柴油机关键零件再制造中的应用

在分析船舶柴油机排气阀、曲轴、气缸套及气缸盖等关键零件失效机理的基础上,介绍了这些零件在再制造中热喷涂涂层的设计与工艺方法选择,比较了不同热喷涂材料与工艺方法对船舶柴油机关键零件再制造后使用性能的影响。     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2涂层的研究现状和展望

本文综述了国内外制备纳米Al2O3-13%TiO2团聚粉末和等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2涂层的组织结构及其性能的研究现状。分析了影响纳米Al2O3-13%TiO2团聚粉末性能的因素;讨论了纳米Al2O3-13%TiO2涂层双重结构的形成机理,及其组织形貌和性能;指出制备纳米Al2O3-13%TiO2涂层存在的问题并展望了未来的应用前景。     

WC基涂层材料和制备工艺对其组织结构与性能的影响

本文采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺制备了二种微米结构WC-10Co-4Cr及一种纳米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层;采用SEM、XRD等分析了涂层的组织结构;测量了涂层的显微硬度、孔隙率及开裂韧性;采用超声振动空蚀装置研究了涂层的抗空蚀性能,探讨了涂层空蚀机理。结果表明:由燃油型HVOF工艺制备的纳米WC-12Co涂层孔隙率最低,组织最细小,开裂韧性明显高于燃油型和燃气型HVOF工艺制备的微米WC-10Co-4Cr涂层;燃油型HVOF工艺制备的微米结构WC-10Co-4Cr涂层显示了最优异的抗空蚀性能,空蚀率仅为纳米WC-12Co涂层的1/3左右。     

喷涂距离及氧燃充枪比对爆炸喷涂Cr3C2-25NiCr涂层性能的影响

采用爆炸喷涂技术制备了Cr3C2-25NiCr涂层,采用SEM测试、显微硬度测试、沉积效率测试、弯曲性能表征等手段研究了喷涂距离及氧燃充枪比对Cr3C2-25NiCr涂层性能的影响,结果表明,当喷涂距离为250mm以及氧燃充枪比为45%时,Cr3C2相熔融较为充分,制备的涂层性能最优,孔隙率仅为0.52%,显微硬度达878.6HV0.3。涂层沉积效率随喷涂距离增大而降低,随氧燃充枪比增大而上升。喷涂距离及氧燃充枪比对涂层弯曲性能无显著影响。     

冷喷涂TiAl3复合涂层的研究

本文概述了冷喷涂制备TiAl3复合涂层的方法和性能研究,主要包括冷喷涂工艺和热处理工艺,并通过钛铝基平衡相图的分析来指导冷喷涂涂层制备技术。研究了涂层的晶体结构和相组成以及高温氧化性能,探索了制备Cr改性TiAl3基L12型合金涂层的方法,初步研究了Cr改性TiAl3基L12型合金涂层的高温氧化性能。     

用烧结型粉末喷涂的镍铬-碳化铬耐磨涂层

镍铬-碳化铬涂层是航空发动机常用的高温耐磨涂层之一。本研究通过优化大气等离子喷涂工艺,用烧结型粉末制备了镍铬-碳化铬涂层。涂层显微组织均匀,氧化物弥散分布、孔洞及未熔颗粒较小。Cr3C2-30%NiCr涂层的拉伸结合强度不小于40MPa,显著高于Metco81VF-NS粉末喷涂的涂层,用两种粉末喷涂涂层的表面洛氏硬度及耐砂粒冲蚀性能相近。Cr3C2-30%NiCr涂层性能符合设计要求,喷涂工艺现已被用于某型号发动机的前轴承机匣零部件的喷涂生产。     

HVOF 制备的微纳米 WC-CoCr 涂层抗空蚀性能及数学模型

采用不同的超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了6种微纳米WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,测量了涂层的显微硬度、孔隙率及断裂韧性,采用超声振动空蚀装置研究了涂层在淡水介质中的抗空蚀性能,探讨了涂层显微硬度、孔隙率及断裂韧性与空蚀量的规律和影响程度。结果表明:液体燃料HVOF喷涂的WC-10Co4Cr涂层的抗空蚀性能明显优于气体燃料HVOF喷涂的WC-10Co4Cr涂层;喷涂工艺相同时,多峰WC-10Co4Cr涂层表现出最优良的抗空蚀性能,纳米WC-10Co4Cr涂层抗空蚀性能最差;涂层断裂韧性对HVOF喷涂的WC-10Co4Cr涂层的抗空蚀性能的影响程度最大。     

喷涂距离对内孔HVOF喷涂纳米WC-10Co4Cr涂层组织及抗泥沙冲蚀性能的影响

利用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,分别通过45°和90°两种内孔喷枪研究了喷涂距离对涂层宏/微观组织及抗泥沙冲蚀性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的物相成分,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层截面的微观形貌,并结合金相显微镜分析了孔隙率;通过维氏硬度计测试了涂层的显微硬度,利用粗糙度仪和光学轮廓仪表征了涂层表面的粗糙度及三维形貌;采用泥沙冲蚀磨损试验机对比研究了涂层与不锈钢基材的抗泥沙冲蚀性能,并结合SEM分析了冲蚀磨损机理。研究发现,45°和90°两种内孔喷枪所制备纳米WC-10Co4Cr涂层主要物相成分均为WC、W₂C和非晶态CoCr合金相,未受到喷涂距离的影响。短喷涂距离会导致涂层孔隙缺陷的产生,孔隙率随着喷涂距离的增大先下降后上升。喷涂距离对90°喷枪所制备涂层显微硬度的影响较小,而45°喷枪在喷涂距离增大到150 mm以后涂层硬度有下降趋势,两者最高硬度分别为1 343.1 HV_0.2和1 275.4 HV_0.2;对...     

Cr-Fe-Ti-C系反应火焰喷涂研究

采用钛铁、石墨、铁粉和高碳铬铁为原料,利用反应火焰喷涂技术制备了Cr-Fe-Ti-C系涂层。研究结果表明,在喷涂过程中合成了TiC,涂层主要由TiC、（Cr,Fe)7C3硬质相和Fe组成。SRV磨听见试验表明,由于涂层中含有（Cr,Fe)7C3及合成的TiC硬质相,因此涂层具有良好的耐磨性能;涂层的磨损机理为粘着磨损和硬质的剥落,但主要是粘着磨损。由于（Cr,Fe）7C3需要Ti-C之间的反应放热补充热量才能使其完全熔化,因此高碳铬铁含量的增加对改善涂层的致密性和结合强度不利。     

爆炸喷涂Cr_3C_2-35NiCr涂层的组织及性能研究

采用爆炸喷涂技术(D-gun)制备Cr3C2-35NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)对涂层微观结构、成分和相组成进行了分析,此外采用光学显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机、摩擦磨损试验机等设备分别对涂层的孔隙率、硬度、断裂韧度、结合强度、磨损性能和热震性能进行了测试分析。试验结果表明:爆炸喷涂制备的Cr3C2-35NiCr涂层孔隙率为0.52%,显微硬度为HV803,断裂韧度为4.55MPa?m0.5,结合强度大于87.5MPa;涂层磨损性能和热震性能的测试结果表明,Cr3C2-35NiCr涂层室温摩擦系数为0.6,经受750℃下50次热震(水冷试验)无剥落。     

制备工艺方法对 NiCrFeMo 涂层组织和性能影响研究

采用等离子喷涂、 超音速火焰喷涂和冷喷涂工艺制备了 NiCrFeMo 涂层, 并对涂层的金相性能、 不同基体 材料下涂层的结合性能、 不同温度下涂层的耐磨性能进行了检测。 实验结果表明： 采用冷喷涂工艺制备的涂层孔 隙率最低, 对应涂层的结合强度最高, 但冷喷涂工艺制备的涂层对基体材料较为敏感, 而超音速火焰喷涂和等离 子喷涂受基体材料影响不大。 在室温下, 冷喷涂涂层显示出较优的耐磨性能, 在高温下超音速火焰喷涂涂层显示 出较优的耐磨性能。     

三种热喷涂工艺制备WC/Co涂层性能比较

分析比较了常规大气等离子喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂的WC/Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明,超音速火焰喷涂和爆炸喷涂层性能相当,涂层具有与粉末相近的相结构,与大气等离子喷涂相比,涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性,涂层与基体的结合情况也得到很大的改善。     

纳米WC增强Ni基合金喷熔层在不同介质中抗泥浆冲蚀性能研究

采用氧乙炔火焰喷熔工艺制备了Ni60CuMo和纳米WC增强Ni60CuMo两种Ni基合金喷熔层,采用XRD、SEM方法分析了喷熔层的组织结构,测量了喷熔层的硬度和电化学性能;研究了两种喷熔层在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能。结果表明,纳米WC增强Ni60CuMo合金喷熔层的组织结构为纳米WC呈块状均匀镶嵌在γ相固溶体和Cr23C6、Cr7C3等硬质相之间,形成弥散强化,使其硬度提高了约13%;纳米WC增强的Ni基合金喷熔层在3.5wt.%NaCl介质中比Ni60CuMo喷熔层具有更低的腐蚀电位与更高的腐蚀电流密度,它在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能分别比Ni60CuMo喷熔层提高了约53%和20%。纳米WC的加入显著提高了Ni基合金喷熔层的抗泥浆冲蚀性能,但在3.5wt.%NaCl介质中,由于WC与NiCr合金之间形成了大量微电池,加速了喷熔层的腐蚀磨损,使其抗泥浆冲蚀性能的增强效果受到削弱。     

Ni60A等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性

研究了Ｎｉ６０Ａ等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性：涂层呈片层状的堆积状态,片层内为镍基固溶体及弥散分布其上的尺寸较大的Ｃｒ７Ｃ３、Ｃｒ２３Ｃ６ 及尺寸较小的Ｎｉ３Ｂ颗粒;涂层的平均硬度约ＨＶ６８３;涂层的磨损机制是剥层磨损和磨料磨损。     

热喷涂WC-10Co4Cr涂层的研究现状

WC陶瓷涂层以其较高的硬度和优良的耐磨性能而被广泛的应用于各种耐磨保护涂层。文章综述了热喷涂WC-10Co4Cr涂层的主要制备方法及工艺现状;指出了其中最为适合制备WC-10Co4Cr粉末和涂层的技术方法,并总结了近年来热喷涂技术特别是超音速火焰喷涂技术制备WC-10Co4Cr涂层的主要研究进展;同时,通过对影响涂层组织和性能的主要因素和影响机理的分析,对热喷涂WC-10Co4Cr陶瓷涂层的研究趋势进行了展望,提出值得关注稀土元素对WC-10Co4Cr涂层的改性作用。     

内孔等离子喷涂装置与工艺研究

针对内孔等离子喷涂时,环境温度高、烟尘污染严重等问题,为了实现对大功率柴油发动机Φ 150mm气缸套内壁的喷涂,本文从结构和功能上研究设计了一种具有独特排尘、防尘、冷却功能的内孔等离子喷涂装置。采用SEM对粉末和涂层进行表征,对涂层的孔隙率、显微硬度进行测试和分析,认为使用排尘、防尘、冷却机构后,涂层中杂质减少,孔隙率降低,显微硬度得到提高,从而为气缸套内壁制备优质的耐磨、减磨涂层提供了条件。     

几种热喷涂封严涂层的冲蚀磨损行为研究

抗冲蚀性能是可磨耗封严涂层的重要性能之一。本文采用氧-乙炔火焰喷涂技术,在45#钢基体上分别制备了CuAl复合涂层、NiCr-Al复合涂层和NiCrFe/Al(基)复合涂层。利用自制的冲蚀试验机,研究了三种涂层在不同角度下的冲蚀行为,对冲蚀后涂层的表面形貌以及截面形貌进行了SEM观察,结果表明:相同工艺参数制备的三种涂层,CuAl复合涂层抗冲蚀性能最好,NiCr-Al复合涂层次之,NiCrFe/Al基复合涂层性能最差,软性材质hBN的加入不利于涂层抗冲蚀性。冲蚀角度对涂层的冲蚀磨损行为特征有显著影响。低冲蚀角度涂层的磨损行为主要表现为显微切削和疲劳剥落;高冲蚀角度时涂层的磨损行为主要表现为片状剥落。     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的微观结构与摩擦磨损行为

分别采用超音速火焰喷涂工艺和爆炸喷涂工艺,在Q235不锈钢基体上制备Fe基非晶合金涂层,对比研究这2种非晶合金涂层在室温下的干摩擦磨损特性,并探讨摩擦磨损机理.结果表明,与超音速火焰喷涂工艺制备的Fe基非晶合金涂层相比,采用爆炸喷涂工艺制备的涂层更致密,孔隙率为2.1％,显微硬度更高,平均硬度高达1 095.6 HV,且耐磨性更好;并且涂层摩擦因数增至稳定值的时间较短,具有更稳定的摩擦磨损行为.超音速火焰喷涂涂层的磨损形式主要以疲劳磨损为主,而爆炸喷涂涂层的磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损的综合作用,并以粘着磨损为主.     

舰船海水阀门Ni基合金喷熔层的性能研究

在分析海水阀失效机理的基础上,采用粉末火焰喷熔工艺制备了海水阀Ni45Mo涂层,采用SEM、EDS、XRD方法分析了涂层的组织结构;评价了Ni45Mo涂层的抗腐蚀和耐磨损性能,并与2Cr13、QAl9-2、QAl10-3-1.5材料进行了对比。研究结果表明:Ni45Mo涂层具有优良的抗腐蚀和耐磨性能,最后探讨了Ni45Mo涂层抗腐蚀和耐磨机理。