电弧喷涂Ni-Cr-Al涂层工艺优化与性能研究

采用Ni-Cr-A1丝材和PARXAIR-9935电弧喷涂系统制备镍基涂层,通过正交试验和Axio Irnager.A lm金相图像分析系统对Ni-Cr-Al电弧喷涂工艺进行优化;利用扫描电镜、能谱仪等方法对涂层进行分析,同时对涂层的硬度、耐磨性能进行了测试.确定优化后的工艺参数为:喷涂电流140A,喷涂电压38V,雾化空气压力0.4 MPa,喷涂距离150mm.结果表明:喷涂电压、喷涂电流、雾化空气压力及喷涂距离对Ni-Cr-Al涂层孔隙率具有不同的影响,在优化的喷涂工艺参数下,Ni-Cr-Al涂层最小孔隙率可达5.20%,涂层的组织呈现出典型的层状结构特征,具有较好的硬度和耐磨损性能,可为今后电弧喷涂系统工艺参数的选定提供参考.     

Ni-Cr-Al合金电弧喷涂工艺对涂层结合强度的影响

为使Ni-Cr-Al合金电弧喷涂涂层获得优良的性能,以涂层结合强度为判据,通过正交试验对Ni-Cr-Al合金电弧喷涂工艺进行了优化。利用扫描电镜、能谱仪等手段对涂层和断口形貌进行分析,同时对涂层的显微硬度进行了测试。结果表明,喷涂距离、雾化空气压力、喷涂电流、喷涂电压对Ni-Cr-Al合金涂层结合强度具有不同的影响,确定优化后的工艺参数为喷涂电流160 A,喷涂电压32 V,雾化空气压力0.5 MPa,喷涂距离160 mm。在优化工艺参数条件下,电弧喷涂Ni-Cr-Al合金涂层组织呈现出典型的层状结构,其最大结合强度可达34.30 MPa,具有较好致密性和硬度。     

电弧喷涂工艺参数对3Cr13涂层性能的影响

采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备3Cr13涂层,利用正交试验法研究了喷涂工艺参数对涂层硬度、孔隙率和磨损质量损失的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层硬度和磨损质量损失最主要的参数为喷涂电流,影响涂层孔隙率的最主要因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电流120 A,喷涂电压32 V,喷涂距离230 mm、喷涂气压0.5 MPa,涂层硬度达608 HV0.1,孔隙率13.65%,磨损质量损失为3.10 mg,综合性能较好。     

高速电弧喷涂电流波动对涂层性能的影响

电弧喷涂时的电压和电流是对喷涂层性能有重要影响的两个电参数。由于喷涂过程中电压的波动范围不大 ,而电流的波动范围较大 ,因此喷涂电流的波动对电弧喷涂过程的稳定性及涂层质量的影响更为突出。在保持其它参数 (如雾化气体压力、喷涂距离、喷枪角度等 )不变的前提下 ,研究了高速电弧喷涂时的电流波动率对涂层的孔隙率、显微硬度、耐磨性等方面的影响 ,当电流波动幅度减小时 ,涂层的综合性能将会得到提高。文中从理论上对电流波动影响涂层性能的机理进行了分析 ,认为电流波动造成电弧喷涂雾化粒子尺寸、温度、空间分布等不均是造成涂层综合性能不高的主要原因。     

超音速等离子喷涂工艺参数对 Cr2O3涂层硬度的影响

目的研究影响超音速等离子喷涂Cr2O3涂层硬度的主要因素,制备出高硬度涂层。方法首先采用单变量法研究超音速等离子生成气体压力(空气压力)和喷涂距离对涂层显微结构的影响,然后采用正交试验研究喷涂电流、空气压力、喷涂距离对Cr2O3涂层硬度的影响。结果工艺参数对Cr2O3涂层硬度影响的主次顺序为:空气压力>喷涂电流>喷涂距离。结论获得高硬度涂层的最佳工艺参数组合为:空气压力0.4 MPa,喷涂电流270 A,喷涂距离200 mm。在该工艺条件下获得的涂层致密、均匀,孔隙率小。     

电弧喷涂工艺参数对7Cr13增强Fe基涂层组织及性能的影响

采用电弧喷涂技术在A3钢表面制备7Cr13增强Fe基涂层,利用正交试验研究了喷涂工艺参数对涂层硬度、孔隙率和磨损质量损失的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层硬度和磨损质量损失最主要的参数为喷涂电流,影响涂层孔隙率的最主要参数为喷涂电压。优化的工艺参数为:喷涂电流160 A,喷涂电压36 V,喷涂距离200 mm,喷涂气压0.5 MPa,7Cr13增强Fe基涂层组织呈现出典型的网络框架结构,其涂层硬度为373.7 HV,孔隙率为19.5%,磨损质量损失1.27 mg,具有较好的综合性能。     

超音速等离子喷涂工艺对纳米Al_2O_3-13%TiO_2涂层的影响

采用四因素三水平正交试验,通过显微硬度和孔隙率两项指标的评估,对超音速等离子喷涂电流、电压、Ar气流量和喷涂距离4个工艺参数进行了优化设计。结果表明,4个因素对纳米Al2O3-13%TiO2涂层综合性能的影响主次顺序是:喷涂电压、Ar气流量、喷涂距离、喷涂电流,并最终确定了最优的喷涂参数。利用XRD、SEM等手段分析了纳米Al2O3-13%TiO2复合粉末和涂层的相结构和微观结构,采用显微硬度计和图像处理方法测定了涂层的显微硬度和孔隙率。最优工艺参数制备的涂层显微硬度值1208 HV,孔隙率为2.26%,拉伸法测定其结合强度为48 MPa。     

电弧喷涂工艺对Zn-Cu合金制模涂层性能的影响

采用电弧喷涂技术在石膏表面制备Zn-Cu合金涂层,利用正交试验研究了喷涂工艺参数对涂层硬度、孔隙率和磨损量的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层硬度最主要的参数为喷涂电压,影响涂层孔隙率和磨损量的最主要参数为喷涂电流。喷涂电压为30V,喷涂电流为220A,喷涂距离为340mm、喷涂气压为0.5 MPa时,Zn-Cu合金涂层组织呈现出典型的网络框架结构,其涂层硬度(HV)为150.8,孔隙率为6.4%,磨损量为0.005 5g,具有较好的综合性能。     

电弧喷涂工艺参数对Zn-Al合金涂层性能的影响

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢表面制备Zn-Al合金涂层,利用正交试验研究了喷涂工艺参数对涂层结合强度、孔隙率和显微硬度的影响。结果表明,在研究范围内,影响涂层结合强度的最显著因素为喷涂气压,影响涂层孔隙率的最显著因素为喷涂电压,影响涂层显微硬度的最显著因素为喷涂距离。优化的工艺参数为喷涂电压30 V、喷涂电流180 A、喷涂距离150 mm、喷涂气压0.7 MPa时,Zn-Al合金涂层组织呈现出典型的网络框架结构,其结合强度为32.5 MPa,孔隙率为2.1%,显微硬度为49.45HV0.05,具有较好综合性能。     

Cr_3C_2-NiCr涂层等离子喷涂工艺参数的优化

采用正交试验方法研究了等离子喷涂工艺参数对Cr_3C_2-NiCr涂层显微硬度的影响,并应用极差分析方法对试验结果进行了分析.结果表明,影响涂层性能的因素从主到次依次为喷涂距离、电流、送粉气流量和电压.Cr_3C_2-NiCr涂层最佳的等离子喷涂工艺参数是电流500 A,电压65 V,喷涂距离100 mm,送粉气流量7 L/min.采用优化后的等离子喷涂工艺制备的涂层,粒子熔化充分,涂层均匀致密,孔隙率低,界面结合良好,是高质量的热喷涂涂层.     

工艺参数对高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织结构的影响

用高速电弧喷涂制备Al/1Cr13复合涂层,采用3因素3水平正交试验法系统研究了电弧电流、电弧电压和喷涂距离对复合涂层的组织结构、孔隙率和氧含量的影响规律。采用扫描电镜对复合涂层的显微组织和孔隙率进行表征,采用氧氮含量分析仪测得涂层的氧含量。结果表明,在第9组喷涂参数即电弧电流为240A,电压为32V,喷涂距离为150mm的条件下制备的高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织较致密,Al和1Cr13涂层的孔隙率最低分别为1.6%和2.2%。Al涂层氧含量显著低于1Cr13涂层,最低约为2%。     

Optimization of Arc-Sprayed Ni-Cr-Ti Coatings for High Temperature Corrosion Applications

High Cr content Ni-Cr-Ti arc-spray coatings have proven successful in resisting the high temperature sulfidizing conditions found in black liquor recovery boilers in the pulp and paper industry. The corrosion resistance of the coatings is dependent upon the coating composition, to form chromium sulfides and oxides to seal the coating, and on the coating microstructure. Selection of the arc-spray parameters influences the size, temperature and velocity of the molten droplets generated during spraying, which in turn dictates the coating composition and formation of the critical coating microstructural features—splat size, porosity and oxide content. Hence it is critical to optimize the arc-spray parameters in order to maximize the corrosion resistance of the coating. In this work the effect of key spray parameters (current, voltage, spray distance and gas atomizing pressure) on the coating splat thickness, porosity content, oxide content, microhardness, thickness, and surface profile were investigated using a full factorial design of experiment. Based on these results a set of oxidized, porous and optimized coatings were prepared and characterized in detail for follow-up corrosion testing.     

电弧喷涂制备铁基耐磨陶瓷涂层的工艺优化

采用电弧喷涂方法在Q235钢基体上喷涂铁基涂层,并用正交设计的方法对工艺参数进行了优化。确定优化后的工艺参数为:喷涂电流180A,喷涂电压32V,雾化空气压力0.6MPa,喷涂距离100mm。试验结果表明:采用优化后的最优工艺参数进行喷涂,所得涂层的耐磨性为Q235钢的13.7倍。     

煤油流量对HVOF铁基非晶涂层组织与性能的影响

以工业原材料制备的FeCoCrMoCBY非晶粉末为喷涂材料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备铁基非晶合金涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏显微硬度计等测试方法,探讨煤油流量对涂层显微组织、微观结构及显微硬度的影响,并分析涂层与316 L不锈钢在1 mol/L HCl溶液中的动态极化特征。结果表明:涂层与基体结合良好,呈现典型的层状结构,非晶含量高,表现出比316 L不锈钢更高的耐腐蚀性能。其它参数一定时,煤油流量越高,涂层致密度越高,非晶含量先增多后减少,显微硬度先增大后减小;当氧气流量为50 m~3/L,煤油流量为26 L/h时,涂层非晶含量最高,为99.4%,孔隙率为1.51%,自腐蚀电流密度低,为5.62×10~(-6) A/cm~2,自腐蚀电位为-0.36 V,耐腐蚀性能表现最佳。     

高速火焰电弧复合喷涂枪制备3Cr13涂层的性能

高速火焰电弧(HVAF-ARC)复合喷涂枪是高速火焰喷涂枪和电弧喷涂枪的结合体,利用产生的高速燃气来雾化加速电弧喷涂过程中产生的熔融粒子,提高了喷涂粒子的飞行速度,降低了粒子的氧化,可高效制备优质的涂层。文中利用自主开发的新型高速火焰电弧复合喷涂枪和普通高速电弧喷涂枪,分别在钢基体上制备了3Cr13涂层,通过对涂层的性能检测发现,复合喷涂枪所制备涂层的氧元素含量和孔隙率都比普通高速电弧喷涂枪制备的涂层低,分别降低了33%和49%,硬度提高了12%,复合喷涂枪制备涂层的性能得到较大的提高。     

喷射电沉积技术制备Co-Cr_3C_2复合镀层的工艺优化

为提高微米级硬质陶瓷颗粒在金属基复合镀层的含量,制备性能优异的防护性镀层,采用喷射电沉积的方法在直流电压下制备了Co-Cr_3C_2复合镀层,利用控制变量法探讨了电流密度、固体颗粒用量、镀液流量以及喷枪移动速度等对镀层中颗粒含量及镀层性能的影响,并分析了各因素的影响机理。同时,分别采用能谱仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合镀层的成分、硬度和摩擦因数进行分析,最终确定了制备该复合镀层的较优工艺参数。结果显示:喷头移动速度对颗粒复合量的影响最为显著;颗粒复合量越大,复合镀层硬度越高、摩擦因数越低;在较优工艺参数下制备的Co-Cr_3C_2复合镀层的Cr_3C_2颗粒含量高达23.6%。     

HVAF工艺参数对铝基非晶合金涂层性能的影响

针对铝基非晶合金形成能力弱的问题,采用超音速火焰喷涂(HVAF)工艺制备出铝基非晶合金涂层,研究了优化工艺参数对涂层孔隙率和非晶含量的影响,并评价了涂层的耐蚀和耐磨性能。 结果表明:在合适的喷涂厚度下,提高喷枪移动速率及降低送粉速度,可有效提高涂层的致密度与非晶含量,进而明显提升了涂层的耐蚀和耐磨性能。 在优化的工艺参数下得到的铝基非晶涂层孔隙率为 0. 12%,非晶含量为 83. 7%时,点蚀电位可提高到-0. 3 V_SCE ,腐蚀电流密度降低一个数量级,磨损速率仅为 5. 6×10 ^-4 mm ³N ^-1m ^-1 。     

铝合金基体电热爆炸喷涂钼涂层的制备工艺与性能

采用电热爆炸喷涂技术在铝合金基体上制备钼涂层,用SEM、划痕仪、显微硬度计、表面粗糙度仪、微磨损试验机等表征了涂层性能。借助正交试验方法分析了钼涂层制备中各工艺参数对涂层质量的影响,确定了最佳工艺参数。结果表明:用电热爆炸喷涂方法制备的钼涂层均匀致密,孔隙率低;涂层与基体形成冶金结合,结合强度高;涂层硬度为基体的4.9倍,体积磨损量仅为基体的11.2%,耐磨性大幅增加。电爆炸喷涂的工艺参数中,对涂层质量和结合力影响最大的是喷涂距离,其次是喷涂次数,影响最小的是喷涂电压。     

Mechanical and thermomechanical properties of metal spray invar for composite forming tooling

The subject of this paper is the assessment of the thermal and mechanical properties of Invar steel coatings, deposited using electric arc spraying, and the correlation of these properties to the spray parameters and processes used to offer coatings with characteristics appropriate to the requirements of tools used in the fabrication of precision polymer matrix composite work pieces. In particular, two processing methods, inert and air atomization, and three arc spray gun configurations (air cap design) were evaluated. The low coefficient of thermal expansion (CTE) properties of Invar are maintained in the spray-deposited coatings using both high velocity oxy-fuel (HVOF) and air-atomized arc spraying, although HVOF coatings have significantly lower CTE and greater durability than those deposited by arc spraying. The mechanical properties of the coatings are low compared to bulk Invar, regardless of the spray parameters and hardware used. Inert arc spraying affords more consistent coating characteristics but this comes with a compromised durability. The spray hardware was found to be more significant in determining the coating properties than the parameters employed.