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。     

镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损性能研究

选用镍包石墨粉末,采用氧-乙炔火焰喷涂技术制备镍包石墨自润滑涂层.在球-盘摩擦磨损试验机上探讨了室温条件下镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损性能.运用扫描电镜、X 射线衍射仪等微观分析手段,对涂层的磨痕表面形貌、磨损颗粒的成分组成及形貌进行了分析.研究发现:镍包石墨自润滑涂层平稳摩擦时的摩擦因数在0.25～0.35之间;开始磨损时,以磨粒磨损为主,严重磨损时以疲劳磨损为主,伴有少量的磨粒磨损.     

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。     

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。     

团聚方式对反应超声速火焰喷涂TiC-Ni涂层组织和性能的影响

采用钛、石墨和镍团聚粉末,利用反应超声速火焰喷涂技术制备了TiC-Ni涂层,研究了粉末团聚工艺对涂层组织和性能的影响.结果表明,团聚方式对涂层的相组成,组织和性能均有明显的影响.包覆型团聚粉末制得的涂层,钛的氧化物以TiO2形式存在,涂层的显微硬度高,涂层粒子扁平化程度高.但是包覆型团聚粉末喷涂时由于黏合剂受热分解产生的气体在涂层中残留较多,导致涂层组织疏松,降低了涂层的耐磨性.     

送粉率对等离子喷涂涂层性能的影响研究

按照前期探索的电弧电流、主气流量、辅气流量和喷涂距离的优化参数,采用大气等离子喷涂(APS)设备,制备了聚苯酯铝硅可磨耗封严涂层。采用金相显微镜和表面洛氏硬度计,研究了不同送粉率下涂层的金相组织和硬度等性能。实验结果表明:送粉率太低或太高,涂层金相组织都不均匀,硬度也会降低,选取合适的送粉率,可以得到优异的涂层组织和硬度。     

石墨相尺寸与分布对镍-石墨可磨耗封严涂层摩擦学性能影响

本文采用普通等离子喷涂(APS)与高效能超音速等离子喷涂(SAPS)两种工艺在2Cr13基体上制备75wt.%Ni+25wt.%石墨(Ni-C)可磨耗封严涂层,对涂层的摩擦学性能进行评价。结果表明:APS Ni-C涂层中石墨相的平均长度与宽度分别为11.4μm和5.4μm,而SAPS Ni-C涂层则分别为10.1μm和4.6μm,且分布更为均匀。石墨相尺寸对涂层性能具有显著的影响作用,表现为细小的石墨相更利于在涂层表面形成石墨润滑膜,使得SAPS涂层在60N载荷下与1Cr18Ni9Ti对磨90min过程中平均摩擦因数与APS涂层相比下降约28%,对磨材料1Cr18Ni9Ti单位时间磨损率降低了57%。     

高速火焰喷涂工艺参数对镍基-碳化钨复合涂层结合强度的影响

利用高速速火喷涂技术在铜基体上制备了镍基一碳化钨复合涂层,采用正交试验法研究了喷涂工艺参数对镍基复合涂层结合强度的影响.结果表明:影响镍基复合涂层与铜基体结合强度的主要工艺参数是燃气压力,其次是喷涂距离和前处理时的喷砂压力;涂层具有良好结合强度的最佳工艺参数为喷涂距离170 mm,燃气压力0.49 MPa,喷砂压力0.4 MPa.     

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。     

不同工艺制备镍基合金涂层的耐高温磨损性能

以商用Ni60合金粉为涂层材料,采用火焰重熔、等离子堆焊、中频感应重熔等3种工艺在45钢基体上制备镍基合金涂层,研究了其物相组成、显微组织、显微硬度和耐高温磨损性能。结果表明:制备的镍基合金涂层的孔隙率均较低;火焰重熔和中频感应重熔涂层中的硬质相主要为均匀分布的碳化物,但中频感应重熔涂层的晶粒较小,显微硬度较高;等离子堆焊涂层的晶粒粗大,硬质相以粗大的硼化物为主,且偏聚严重,显微硬度最低;中频感应重熔涂层的耐高温磨损性能最好,其磨损形式为黏着磨损和磨粒磨损,火焰重熔涂层的耐高温磨损性能稍差,其磨损形式主要为黏着磨损,等离子堆焊涂层的耐高温磨损性能最差,其磨损形式为黏着磨损和疲劳磨损。     

热喷涂镍基高温润滑涂层的研究

采用粉末火焰喷涂技术以１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ为底材,以ＣａＦ２／ＢａＦ２为润滑剂,采用Ｎｉ６０Ａ自熔粉末为基体制备了镍基高温润滑涂层,并对该涂层的摩擦学性能进行了评价。     

铜表面激光熔覆镍基合金的显微组织与硬度

用超音速火焰喷涂方法在铜基体表面预置一层镍基合金涂层后,再用高功率密度的激光进行熔覆;用OM、SEM、XRD、显微硬度计对熔覆层进行了表征.结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,气孔、夹杂等缺陷明显减少;在熔覆层底部形成了高熔点、高密度钨相带,其显微硬度明显升高;熔覆层与基体的界面处有铜、镍互渗的冶金结合层形成,其厚度约为13μm;熔覆层的显微硬度是铜基体硬度的8倍以上.     

基于超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的显微及性能的研究

重点分析超音速设备制备WC-12Co涂层及其机械性能、摩擦学特性与显微组织特征的关系。利用超音速火焰喷涂来研究其工艺参数对WC-12Co涂层显微结构和摩擦学性能的影响。通过涂层的观察、分析显微组织和利用基于神经网络计算的加强型统计工具研究摩擦力矩,得出超音速火焰喷涂工艺参数对WC-12Co涂层的相结构的组成、硬度和孔隙率有很大的影响;喷涂工艺参数和涂层质量的关系在稳态机制下是完全可以进行预测的。     

等离子热喷涂制备陶瓷涂层及激光重熔研究

本文以铁基合金粉为预制喷涂粉末,利用钛铁与石墨原位生成法,在Q235钢基体材料上通过选择合适的等离子喷涂工艺参数制备Fe-Cr-TiC金属陶瓷涂层,并用激光重熔进行后处理。结果表明:激光重熔处理可以改善等离子喷涂涂层组织不均匀缺陷,提高等离子喷涂涂层的显微硬度和耐磨性。当石墨和钛粉加入到喷涂粉末中时,在喷涂层中形成两种碳化钛(TiC and Ti8C5)。     

枪管长度和喷涂距离对超音速火焰喷涂制备纳米WC-12Co涂层组织和硬度的影响

以纳米WC-12Co粉末为喷涂喂料,采用超音速火焰喷涂工艺,在其它喷涂工艺参数优化的条件下,只改变枪管长度和喷涂距离,在Q235钢基体上制备了八种涂层;用X射线衍射仪和扫描电镜对喷涂粉末及涂层进行了相结构和形貌分析,探讨了枪管长度和喷涂距离对涂层显微硬度、相结构以及表面形貌的影响。结果表明：与喷距相比,枪管长度是影响纳米WC涂层显微硬度的主要因素,用长枪管制备的涂层比短枪管制备的涂层分解严重,但相应涂层的显微硬度却显著提高;当枪管长度相同时,喷距变化也会对涂层的相结构、表面形貌和显微硬度产生一定的影响。     

二硅化钼对镍铝涂层显微组织和性能的影响

在镍包铝粉体中添加MoSi2,采用等离子喷涂方法制备了镍铝涂层,研究了MoSi2对镍铝涂层的组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:加入MoSi2后,镍铝涂层主要由Ni3Al、NiAl、MoSi2和Mo5Si3相组成;随着MoSi2含量的增加,涂层中孔隙、微裂纹的数量及尺寸增加,显微硬度也逐渐增大;加入质量分数为20%的MoSi2后涂层的耐磨性最好;纯镍铝涂层的磨损机理为磨粒造成的犁削,加入20%MoSi2后涂层的磨损机理为碾压作用和少量的脆性断裂,加入50%MoSi2后涂层主要为脆性断裂。     

多孔型高温封严涂层的研制

蜂窝状多孔结构有助于调整在高温下的硬度和粘结强度。采用溶胶凝胶法制备表面改性的PHB粉末,利用大气等离子喷涂制备陶瓷基多孔性高温封严涂层,微孔能够降低陶瓷材料的硬度,增大其断裂韧性,使其具有良好的可磨耗性能。     

浮动油封密封环热喷涂工艺的应用研究

本文采用氧-乙炔火焰粉末喷涂设备,将WC-12Co硬质合金粉末喷涂到浮封环上,在氢气保护下进行了中温处理,对涂层的结合强度、表面显微硬度等方面进行了研究;在室温干摩擦条件下,进行了WC热喷涂层／GCr15摩擦副与Q235／GCr15摩擦副的滑动摩擦对比试验,比较了WC热喷涂层和Q235的摩擦系数和耐磨性;并对涂层磨损形貌进行了扫描电镜观察。研究结果表明,浮封环经过硬质合金喷涂后,硬度和强度提高,其抗磨损能力比基体提高了近100倍。     

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。