等离子喷涂NiCrBSi+Ni/Al复合涂层的设计及应用

本文提出了用等离子喷涂法制备Ni60B＋Ni／A1复合涂层的新工艺。试验结果表明：Ni60B与Ni／A1粉末按不同比例混合，可制备出不同性能的喷涂工作层。     

Ni包石墨对镍基涂层摩擦学性能的影响

用超音速火焰喷涂在45钢表面制备具有Ni包石墨的镍基固体润滑涂层．考察了Ni包石墨对Ni60涂层的摩擦学性能的影响。用SEM观察了喷涂层的磨损表面。探讨了磨损面的形貌与涂层的磨损机理之间的关系。并且分析了速度、载荷对涂层摩擦磨损的影响。结果表明，Ni包石墨喷涂层具有优良的摩擦学性能．明显好于镍基喷涂层，随着Ni包石墨的增加，摩擦系数不断降低，而磨损率呈先下降后上升的变化趋势。Ni包石墨含量为30wt%的涂层磨损性能最优。     

HVOF喷涂Ni基涂层性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）制备了3种镍基涂层，并对涂层的性能进行测试。结果表明：烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度达44．6MPa、显微硬度963．8HV，均明显优于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层；Ni包C涂层孔隙率最高，达5．4％，并含有许多的未熔软质相；涂层中的镍起粘结作用，能显著提高涂层的结合强度和显微硬度；起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度。     

添加金刚石颗粒的Ni60涂层组织和性能研究

目的研究金刚石颗粒对Ni60涂层的组织硬度和耐磨性的影响,对比无金刚石颗粒的Ni60涂层与含20%金刚石颗粒的Ni60涂层的组织及性能差异。方法将预热后的Ni60和Ni60+20%金刚石粉末在Ar气保护下球磨10 h,对球磨后的粉末进行造粒,过筛后,选出粒度低于200目的粉末作为喷涂材料,并在钢基体表面进行火焰喷涂,制备Ni60涂层和含20%金刚石颗粒的Ni60涂层,对获得的涂层进行X射线衍射分析、扫描电镜观察、显微硬度和耐磨性测试。结果通过火焰喷涂获得了组织致密性较好的Ni60涂层和含20%金刚石颗粒的Ni60涂层。抛光后,Ni60涂层的断面整洁,无粗糙区域,而含20%金刚石颗粒的Ni60涂层断面出现大面积粗糙区域。Ni60涂层的显微硬度约为694.2HV,含20%金刚石颗粒的Ni60涂层的显微硬度约为891.8HV。在载荷6 N、转速为1000 r/min的条件下,Ni60涂层每10 min的磨损量为10.7×10-5 g/mm2,20%金刚石颗粒的Ni60涂层每10 min的磨损量为9.6×10-5 g/mm2。结论由于金刚石颗粒的硬度非常高,经过砂纸打磨和抛光后,含20%金刚石颗粒的Ni60涂层断面不会像纯金属涂层那样出现光洁、整齐的形貌,而是在涂层局部区域出现较粗糙的形貌。通过对比Ni60涂层和20%金刚石颗粒的Ni60涂层的力学性能,20%金刚石颗粒的Ni60涂层的显微硬度高于Ni60涂层,耐磨性比Ni60涂层好。在低载荷、高滑动摩擦速率的条件下,涂层以微量去除的磨损方式进行。     

烧结方法对Ni60B自熔合金组织与性能的影响

分别采用放电等离子烧结(SPS)和有氧烧结(AS)制备Ni60B自熔合金,分析比较不同的烧结方法对其组织和性能的影响.结果表明:相对于有氧烧结,SPS制备的Ni60B合金组织更加均匀致密,晶粒细小,孔隙率低,γ-Ni固溶体基体上分布着更多的CrB、Ni3B、Fe3C和Cr7C3等硬质相;硬度提高6～7 HRC,密度提高0.96%～1.30%,耐磨性提高69%左右.     

热处理对等离子喷涂Ni60涂层电化学性能的影响

利用大气等离子喷涂技术制备了Ni60涂层,研究了热处理温度对涂层电化学性能的影响.结果表明:涂层在0.5M的H<,2>SO<,4>溶液中耐腐蚀性分别是Q235A钢的14倍和1Cr18Ni9Ti不锈钢的1.8倍;不同温度热处理1 h后,涂层在0.5MH<,2>SO<,4>溶液中的耐蚀性都得到提高,以200～300℃热处理1 h最为显著.     

以蔗糖为前驱体火焰喷涂原位TiC增强Ni基复合涂层的制备

以蔗糖为碳源,采用前驱体热分解技术制备Ni-Ti-C系反应热喷涂混合粉末,通过氧乙炔火焰喷涂技术合成并同时沉积原位TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层.利用XRD和SEM研究混合粉末和涂层的相成分和组织结构,分析TiC/Ni复合涂层的硬度和耐磨性.结果表明:反应火焰喷涂TiC/Ni复合涂层主要由TiC和Ni基体组成,并含少量的Ni3Ti和Ti3O5;涂层由复合强化片层相瓦叠加而成,复合强化片层中TiC颗粒均匀分布于Ni基体中,TiC颗粒呈球形,粒度达到亚微米级:涂层具有较高的硬度和耐磨性,复合强化片层显微硬度为FIV0.21433,涂层的耐磨性能远优于基板材料45号钢和对比涂层Ni60的耐磨性.     

镍铬合金涂层接地材料及其性能研究

为提高接地装置的抗腐蚀性能,利用超音速火焰喷涂技术分别制备了Ni60、NiCr涂层.通过扫描电镜分析了两种涂层的微观形貌、组织结构,并对两种涂层的孔隙率、抗腐蚀性能、电气性能进行了对比.结果 表明:Ni60涂层的致密度好,其在抗腐蚀性能和电气性能方面优于NiCr涂层的.     

四种热喷涂涂层的综合评价

对治理火电站锅炉“四管”的四种热喷涂涂层：NiCr／Cr3Ca，Ni60B，Ni60B／WC，0Cr19Ni9从线膨胀系数、硬度、结合强度、抗腐蚀性、耐磨性以及经济性进行综合评价，目的是为电站推荐更加适合治理锅炉“四管”的涂层材料。研究结果表明，推荐NiCdCr3C2作为对受热面管道进行综合治理的喷涂材料；推荐Ni60B／WC作为治理省煤器的喷涂材料；推荐0Cr19Ni9作为治理水冷壁的喷涂材料。Ni60B在利用喷涂法对受热面管道治理的过程中应慎用。     

热处理对高硬度Ni—B涂层的影响及其时效机制

通过化学镀方法制备了高硬度Ni-B合金涂层,经XRD分析确认镀态镀层组织为过饱和固容体与非晶态的混合组织,详细探讨了涂层经不同温度热处理的组织转变及性能变化规律,并发现涂层组织经较高温度的热处理后有Ni2B出现,此外还观察到组织在室温下有不同程度的时效现象发生,分析了时效变化机理,其主要原因与Ni2B出现密切相关,组织中是否有Ni2B出现,数量的多少及Ni2B向Ni3B的转变方式直接影响着涂层的时效剧烈程度。     

超音速火焰喷涂碳钢表面制备Ni9Al/WC-Co复合涂层组织与性能研究

采用高速电弧喷涂工艺在20钢样品表面制备了Ni9Al涂层,以其作为超音速火焰喷涂WC-Co涂层的中间层.采用光学显微镜分析、场发射扫描电镜分析以及性能测试方法,研究Ni9Al中间层对涂WC-Co涂层组织结构及性能的影响.结果表明:Ni9Al中间层能提高WC-Co涂层与基体的结合强度;Ni9Al/WC-Co复合涂层试样的热震试验结果表明,Ni9Al中间层显著改善了涂层抗热震性能.     

高能球磨制备Ni60-TiB2纳米金属基陶瓷结构喂料及其结构特性

以Ni60和TiB2粉为原料,在氩气保护下采用高能球磨技术制备Ni60-TiB2纳米金属基陶瓷结构喂料,并研究了其结构特性。用XRD、SEM、EDS和激光粒度分布仪等对粉末进行表征和分析,结果表明:Ni60-TiB2粉体在室温条件下,经20h球磨后其晶粒尺寸和微观应变分别为38nm和0.237%,显微组织为纳米级硬质相TiB2均匀弥散分布于粘结相NiCr上,粉末近似球状,流动性良好,稍加过筛后可直接用于HVOF喷涂。     

氧化铝陶瓷涂层的组织与相结构分析

本文利用等离子喷涂设备,制备了以镍包铝粉末作为打底层,以Ni60混合不同重量百分比的Al2O3陶瓷粉末作为工作涂层的不同试样,通过扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和VIDAS图像分析仪等仪器,研究了涂层的组织和相结构,结果表明,涂层为Ni奥氏体相上弥散分布Ni3B、NiB、Cr3B、Cr23B6等硬质相,另一硬质相Al2O3则主要以亚稳相γ-Al2O3存在,且涂层相结构不单一,为Ni基晶态/非晶态结构.     

铝合金表面等离子喷涂镍基涂层的耐磨损腐蚀行为

采用等离子喷涂技术在7075铝合金基体上制备了Ni 60+35%WC合金涂层,通过光学显微镜及数字显微硬度计对涂层形貌及力学性能进行了表征。通过UMT-5摩擦试验机对基体试样和涂层试样进行了摩擦试验;通过向高压釜中冲氮气模拟不同静水压力,结合电化学技术测试涂层在不同静水压力3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明：Ni 60+35%WC涂层结构致密,孔隙和裂纹少,涂层与铝合金的结合属于机械结合,涂层的硬度远高于铝合金基体;涂层的磨损率远低于铝合金基体。随着静水压力的增大,涂层及基体在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性均降低。     

热处理对机械合金化Ni/Ti冷喷涂层金属间化合物形成的影响

选择了三种球磨时间制备的Ni/Ti机械合金化粉末,通过冷喷涂制备了不同结构的Ni/Ti涂层.涂层组织结构采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征分析.试验发现,随着粉末球磨时间的增加,热处理后的冷喷涂合金转变为金属间化合物的温度下降,涂层的组成相由Ni3Ti,B2-NiTi和Ti2Ni逐渐变成Ni3Ti和Ti2Ni;随着热处理温度的增加,涂层组织中不同成分的金属间化合物的相对量会发生一定改变.结果表明,热处理过程中形成的B2-NiTi金属间化合物在冷却时表现出较高的稳定性.     

高频感应熔覆WC增强Ni60合金涂层性能研究

采用高频感应熔覆方法在Q235低碳钢基体上制备了不同含量的WC增强Ni60A合金复合涂层.利用SEM和XRD分析了涂层的显微组织和相结构,并进行了耐磨性试验.结果表明,复台涂层中主要由WC、W2C、Cr7C3、Cr23C6、Cr2B、Ni2B、Ni3Si及Ni3Fe等相组成,并与基体实现了冶金结合.在相同试验条件下,涂层的硬度和耐磨性随WC含量的增加而提高,加入WC涂层的相对耐磨性为Ni60A涂层的2-6倍,当WC加入量为50%时涂层的耐磨性最好,为Ni60A涂层的6.5倍.涂层的磨损机制主要为轻微的塑性切削和硬质相的脆性剥落.     

超音速火焰喷涂(HVOF/HVAF)Ni60合金涂层组织与磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂HVAF/HVOF两种工艺分别在Q235钢基体上制备了Ni60涂层,研究了涂层的显微组织和磨损性能。结果表明,两种工艺制备的涂层均具有典型的层状结构,涂层与基体以机械方式较好的结合。HVOF工艺制备的Ni60涂层的含氧量是HVAF工艺涂层含氧量的3倍多,说明HVOF工艺氧化性比HVAF工艺大得多。HVAF工艺涂层的显微硬度和耐磨性明显低于HVOF工艺涂层,这与HVOF工艺涂层中弥散分布硬质相和HVAF工艺涂层中存在微裂纹有直接影响。     

高速火焰喷涂Ni60B涂层抗蚀性能研究

在20钢基体上利用高速火焰喷涂Ni60B,同时对喷涂后的试样进行涂盐腐蚀试验。利用数学的方法对腐蚀动力学曲线进行拟合,并利用先进的分析测试手段如扫描电镜、能谱分析及X射线衍射等对其抗腐蚀机理进行探讨。结果表明:涂层的腐蚀速率随时间的增加而下降,涂层表面连续、致密的Cr2O3、NiO有效地阻止了涂层被进一步腐蚀。     

涂层厚度对火焰热喷涂件拉压疲劳性能的影响

为了研究不同涂层厚度对热喷涂件疲劳性能的影响,应用火焰热喷涂技术在40Cr基体上制备出不同厚度的Ni60A自熔性粉末合金涂层.采用XRD、SEM、EDX等分析手段分析涂层表面的物相与断口微观组织结构.用电液伺服高频疲劳试验机测试喷涂试样及基体试样的疲劳寿命.结果表明:对所设计试样而言,其合理的涂层厚度为0.25 mm;在2 min时间长度的重熔保温后,Ni60A涂层表面主要由Cr7C3、Ni、Cr3Ni5Si2、CrB、Ni3B等相组成;涂层厚度合理时,涂层表面及界面相对于涂层中间部分承受较大的轴向拉压载荷,热喷涂件的拉压疲劳寿命在合理的重熔条件下,高于基体试样的疲劳寿命;当涂层厚度大于0.25 mm时,热喷涂件的拉压疲劳寿命随厚度的增加而呈现总体下降的趋势,热喷涂件的拉压疲劳寿命与涂层中非金属颗粒及孔隙的数量及平均大小密切相关.     

医用钢316L表面制备TiC/Ni涂层的反应喷涂锻造工艺

为使粉末反应喷涂技术实用化,提出并研究了反应喷涂锻造工艺。将Ti、C粉按化学计量配制,并加入少量Ni,混合后压成棒材作为喷涂材料。以铝包镍为过渡层,采用陶瓷棒喷枪,进行氧乙炔火焰反应喷涂锻造工艺试验,在316L钢板表面制备了TiC/Ni金属陶瓷涂层。工艺参数为:基体预热温度300~400℃,乙炔压力0.12~0.13MPa,乙炔流量0.7~0.8m3/h,氧气压力0.4~0.5MPa,氧气流量1.3~1.4m3/h,空气压力0.4~0.8MPa,喷涂角度90°,喷涂距离100~150mm。涂层经锻造气孔减小,与基体结合紧密,耐磨性能提高。实测锻造涂层的弹性模量147.79GPa,基体弹性模量202.99GPa。锻造试样涂层在不同载荷下的维氏硬度为541HV0.1、542HV0.2、499HV0.5,能够满足作为植入件的硬度要求。