电弧喷涂铁基非晶涂层摩擦磨损性能分析

采用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe-（Cr,Ni）-（C,B）系非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪对涂层的相组成、微观组织和热稳定性进行了分析,用MRH-3型高速环块磨损试验机研究涂层的干摩擦磨损行为.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,呈典型的热喷涂层状组织结构,孔隙率较低;涂层具有良好的热稳定性,在500℃以下使用不会发生晶化转变;涂层具有较高的显微硬度和优异的摩擦磨损性能,平均显微硬度为1 155 HV0.1,相同试验条件下,涂层的相对耐磨性能约为Q235钢的13.3倍,涂层的磨损机制主要以疲劳磨损为主.     

超音速电弧喷涂LX88A涂层冲蚀磨损性能研究

以20 g钢为基体,采用超音速电弧喷涂技术制备LX88A涂层,通过扫描电镜、热震试验、结合强度试验、显微硬度试验、孔隙率检测和冲蚀磨损试验等方法研究了涂层的性能。结果表明,超音速电弧喷涂LX88A涂层具有良好的抗冲刷磨损性能,是一种经济有效的石油矿场机械防冲蚀涂层。     

60Si2Mn钢高速电弧喷涂耐磨涂层的摩擦磨损性能

为提高旋耕刀的耐磨性并延长其使用寿命,利用高速电弧喷涂技术在旋耕刀材料60Si2Mn钢表面制备NiAl粘结层与Ni-Al2O3、Cr2O3、SiC、Cr、Ti和Fe构成的耐磨涂层。经XRD、显微组织分析及硬度测试得到,耐磨涂层由Fe9.64Ti0.36、FeAl、Al2O3和SiO2多相组成,组织均匀致密,表面硬度达到1 037 HV0.2,比传统淬火、中温回火的表面硬度提高69%,表层硬度最高达到1 202HV0.2。摩擦磨损试验结果表明,耐磨涂层与传统淬火、中温回火相比,体积磨损量下降60%,摩擦因数降低44%,电弧喷涂涂层有效的降低了摩擦和磨损,改善了材料的耐磨性。     

超音速电弧喷涂NiTi混合涂层的冲蚀磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上分别制备Ni Ti涂层和Ni Ti/Ni Al混合涂层。用X射线衍射仪分析了涂层的相组成,用扫描电镜分析了涂层的组织形貌,在显微硬度仪上进行了硬度测试,在冲蚀试验机上进行了涂层耐冲蚀性能的研究。结果表明,Ni Ti/Ni Al混合涂层较Ni Ti涂层具有更高的硬度,涂层组织也更加均匀致密,耐冲蚀性能强于Ni Ti涂层。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层的组织结构及其滑动磨损性能研究

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al／WC金属间化合物基复合涂层，并研究了涂层的显微组织和从室温至650℃的滑动磨损性能。结果表明，涂层的成分为Fe-13．87Al-17．27C-3．35W-2．59Ni-1．27Cr-18．140(％)，主要相是Fe3Al、FeAl和α-Fe，还有少量WC、W2C和A12O3；添加WC硬质相后提高了复合涂层的平均硬度，从而提高了复合涂层的耐磨性；高温下磨损面形成了大面积的氧化物保护层，降低了复合涂层的摩擦因数，分析认为剥层磨损是复合涂层的主要磨损机理。涂层中Fe3Al和FeAl金属间化合物相较高的高温强度和硬度，能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂，从而使复合涂层表现出优异的高温耐磨性。高速电弧喷涂技术配-Fe-Al／WC粉芯丝材是一种新型、优质、高效、低成本的耐高温涂层制备技术，具有很大的应用潜力。     

超音速等离子喷涂Mo涂层的载流摩擦磨损性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备Mo涂层，利用场发射扫描显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）观测涂层显微形貌与组织成分，分析了载流摩擦中的电接触模型及电弧成因，利用滑动式摩擦试验机研究了电流强度对涂层粗糙度、表面温升及摩擦磨损性能的影响。结果表明：制备的Mo涂层组织致密、氧化程度低，与基体结合方式为“机械铆合”；随电流增加，摩擦副间电弧能量急剧升高，起弧率与表面粗糙度先降低，后上升。其中收缩电阻和微电容产生的自感电动势促进了电弧形成；摩擦副表面的温升由摩擦热、焦耳热、电弧热共同决定，与电流强度呈正相关；摩擦因数受表面粗糙度、材料剪切强度、表面膜等因素共同影响，随电流增加呈下降趋势。此外，载流条件下会出现黏着磨损、氧化磨损、电弧烧蚀等磨损，加剧了涂层剥落与磨粒磨损，但形成的摩擦膜可以有效保护涂层，降低磨损率。     

超音速电弧喷涂Ni-Ti涂层的磨粒磨损性能研究

采用超音速电弧喷涂工艺在2Cr13马氏体不锈钢基体上制备了Ni-Ti涂层。用X射线衍射研究了涂层的相组成,用扫描电镜对涂层的显微结构和磨损后形貌进行了分析,测试了涂层的显微硬度,在橡胶轮磨粒磨损试验机上研究了涂层的耐磨粒磨损性能。结果表明,Ni-Ti涂层主要组织为NiTi(B2)相和一定量的TiO、NiO等氧化物,该涂层不仅有较高的硬度,而且较2Cr13基体有更加良好的耐磨粒磨损性能。     

电弧喷涂涂层及其滑动磨损行为

对电弧喷涂涂层及其摩擦学性能进行了研究。指出:钢涂层颗粒间的结合力主要是机械嵌合、分子间力等,颗粒间为氧化物和显微孔隙所分隔;QAl9-2涂层颗粒间则有较大比例的焊接结合。另外,电弧喷涂涂层中显微孔隙的存在,是使其具有优良摩擦磨损性能的主要原因,尤其在较高的滑动速度下,它的优异性能更加明显。2Cr13钢涂层的磨损机制主要为涂层颗粒的剥离磨损。     

超音速电弧喷涂FeAINbB涂层的摩擦磨损行为

目的探讨FeAlNbB涂层的制备方法,研究FeAlNbB涂层的组织结构及摩擦磨损行为。方法通过超音速电弧喷涂技术制备FeAlNbB涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析FeAlNbB涂层的组织结构及相组成,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对FeAlNbB涂层的硬度及摩擦学行为进行研究。结果 FeAlNbB涂层主要由α-Fe、Fe_3Al、FeAl相组成,涂层的平均硬度为700HV。在试验参数下,涂层的摩擦系数在0.2~0.4之间,涂层的耐磨性为20#钢的12~33倍,涂层的磨损机理主要以犁沟效应和磨粒磨损为主。结论超音速电弧喷涂制备的FeAlNbB涂层与基体结合良好,组织致密。涂层中无非晶组织,但涂层的硬度、耐磨性能与FeAlNbB非晶态涂层相当。     

Q235钢基表面超音速电弧喷涂WC-Co涂层冲蚀磨损性能研究

采用超音速电弧喷涂工艺(HVAS)在A3钢基体上制备了WC-Co涂层,对所制备的涂层在不同冲蚀角度下的冲蚀磨损性能进行了研究。结果表明:冲蚀磨损时,喷涂电流为100 A和200 A的涂层质量损失都随冲蚀角的增大而增加,冲蚀角为30°时磨损量最小,冲蚀角为90°时磨损量最大,说明冲蚀过程中冲蚀粒子的锤击作用对材料的质量损失影响更大。喷涂电流为100 A时的冲蚀磨损量要高于喷涂电流为200 A的冲蚀磨损量,喷涂电流增大,弧区温度升高,容易形成细小熔滴,在压缩空气作用下粒子飞行速度增大,动能提高,促使涂层表层硬度提高,从而提高了涂层的耐磨性。     

电弧喷涂镍基涂层腐蚀及磨损行为

针对WTE垃圾焚烧炉过热器热腐蚀及磨损问题,设计开发了新型镍基粉芯丝材,并采用电弧喷涂方法在SA213-T2基体表面制备相应涂层.利用XRD,SEM,磨粒磨损试验机及高温箱式电阻炉等对涂层组织结构、磨损及热腐蚀行为进行研究.结果表明,所制备涂层具有热喷涂典型的层状结构,组织较为均匀致密,孔隙率在3%左右,氧化物含量较低.涂层平均显微硬度约为351.27 MPa,相对耐磨性达基体7倍以上.涂层在800℃下的热腐蚀动力学曲线呈典型抛物线形式,表面生成NiCr2O4及Cr2O3氧化膜,能够有效阻止腐蚀介质向涂层内部的渗透,使其抗热腐蚀性能远优于基体材料.     

电弧喷涂FeBC涂层的微观结构与磨粒磨损性能

采用电弧喷涂技术制备了不同硼、碳元素含量的FeBC系涂层。采用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法分析了涂层的微观组织及相结构,并对涂层的显微硬度和磨粒磨损性能进行了测试。结果表明,制备的FeBC涂层中氧含量较低,含有微小裂纹和未熔颗粒,随着B,C含量的增加,涂层中未熔颗粒增多,所形成的Fe2B,Fe23(C,B)6硬质相可显著提高涂层硬度和耐磨性,试验中添加质量分数为8%的B和0.4%的C时涂层耐磨性能最好,随着B,C含量的继续增加,耐磨性降低。     

电弧喷涂铝青铜涂层高温氧化动力学研究

研究了电弧喷涂铝青铜涂层经900℃×24h加热的高温氧化行为,结果表明该涂层的氧化动力学曲线符合抛物线规律。在氧化的初始阶段,由于氧进入涂层孔隙发生内氧化,使涂层增重速度较快,5h后氧化产物封闭涂层孔隙,涂层的氧化速度明显降低。通过对喷涂自由表面与光滑涂层表面试件氧化行为的研究,建立了2种不同表面的氧化动力学关系。     

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。     

电弧及高速电弧喷涂FeCrAl涂层的微观性能研究

用相同的喷砂和喷涂工艺参数,分别在４５＾＃钢基体上制备了电弧喷涂与高速电弧喷涂ＦｅＣｒＡｌ涂层,用扫描电镜分析了它们的表面形貌,测试分析了两种涂层及各种基体在距涂层－基体界面不同距离上的显微硬度值,得到了电弧喷涂及高速电弧喷涂基体上的热影响区宽度,讨论了涂层的显微组织对其硬度的影响,并测试分析了涂层和基体的截面线波动系数。试验结果表明,高速电弧喷涂ＦｅＣｒＡｌ涂层比普通电弧喷涂ＦｅＣｒＡｌ涂人有更     

几种电弧喷涂涂层抗热腐蚀性能研究

本文研究了两种铁基合金、两种镍基合金的电弧喷涂涂层,在650℃表面涂盐情况下的腐蚀动力学规律,并对腐蚀后的涂层表面进行了分析。试验结果表明,两种铁基合金涂层发生了较严重的以加速氧化为特征的低温热腐蚀,两种镍基合金涂层具有良好的耐蚀性能。其中,国产的SL30材料(一种高铬、高镍合金)制各的涂层抗腐蚀性能与美国的45CT材料相差不多,价格相对较低,是一种综合性能优异的材料。     

等离子喷涂氧化锆涂层及激光重熔涂层的摩擦磨损性能

采用等离子喷涂制备了常规氧化锆涂层和纳米氧化锆涂层,并对制备的纳米氧化锆涂层进行了激光重熔处理,系统地研究了3种氧化锆涂层(常规、纳米和激光重熔涂层)在常温和高温下的摩擦磨损性能.结果表明,纳米氧化锆涂层耐磨性能明显优于常规氧化锆涂层,而激光重熔处理后的纳米氧化锆涂层在常温和高温下,都表现出最低的摩擦系数和最好的耐磨性能.这3种涂层的表面粗糙程度、涂层孔隙率和裂纹状况明显不同,从而表现出不同的摩擦磨损特性;说明纳米粉末等离子喷涂结合激光重熔技术是提高氧化锆涂层性能的有效方法.     

Q345表面电弧喷涂铝涂层组织和性能研究

采用电弧喷技术在Q345钢表面制备了铝涂层,对试样进行了拉伸和弯曲实验,并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析方法对涂层微观组织进行了分析。研究结果表明:Q345钢与铝涂层之间没有贯穿的气孔和裂纹,结合强度为22.18 MPa,气孔率为2.9%,电弧喷涂涂层完全可以胜任保护层。     

不同热喷涂技术制备镍基涂层的摩擦磨损性能

利用超音速火焰喷涂技术和低压等离子喷涂技术，在铜基体上制备镍基涂层，研究涂层在室温下的摩擦磨损特性，探讨涂层的磨损机理。结果表明，HVAF制备的镍基涂层具有较好的耐磨性，主要原因是在涂层中存在Ni3B、M23C6、M7C3等硬质相，其磨损机理为磨粒磨损，而低压等离子喷涂技术制备的镍基涂层组织出现大量的非晶态，硬度低，磨损机理为磨粒磨损和疲劳磨损的综合作用，并以疲劳磨损为主。