Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的滑动磨损特性研究

为了提高铝合金(LY12)的表面耐磨性,采用钛、铝金属丝材和SAS-Ⅰ型超音速电弧喷涂设备,利用二次回归正交试验方法、有润滑滑动磨损试验、涂层显微组织和磨损表面形貌观察、XRD分析,定量分析了喷涂电压和喷涂距离对涂层滑动磨损体积的影响规律,并进行了喷涂工艺参数的优化及其与基体滑动磨损的对比试验.结果表明:在特定的磨损和喷涂条件下,当喷涂距离较小时,随喷涂电压的增大,涂层的体积磨损量逐渐减小;随着喷涂距离的增加,涂层的体积磨损量随喷涂电压的升高逐渐增大,并且喷涂距离越大,涂层的体积磨损量随喷涂电压增大的速率愈大.当喷涂电压比较低时,涂层的体积磨损量随喷涂距离的增大而降低,但是,随喷涂电压的逐渐升高,涂层的体积磨损量随喷涂距离的增大逐渐上升,并且,喷涂电压愈高,其随喷涂距离而增加的速率越快.当喷涂电压和喷涂距离分别为26V和0 236m时,涂层具有最佳的耐滑动磨损性能,根据该工艺参数制成的涂层,其滑动磨损体积仅为LY12铝合金的1/38.84.即在适当的工艺条件下,Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层对LY12铝合金具有显著的表面耐磨强化作用.     

45钢表面大气等离子喷涂氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层及其性能

为了制备高性能热障涂层,缩短国内外差距,在45钢表面大气等离子喷涂氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)热障涂层。利用X射线衍射和扫描电镜分析YSZ涂层的相结构和微观形貌,分别测定了YSZ涂层的孔隙率、热导率、显微硬度、结合强度及隔热性能。结果表明:YSZ涂层的孔隙率、隔热温差随喷涂电压增大而减小,随喷涂距离的增加而增大;维氏硬度、结合强度和热导率随喷涂电压增大而增大,随喷涂距离增加而减小;当喷涂电压为80 V,喷涂距离为100 mm时,YSZ热障涂层的结合强度为36.78 MPa,热导率为0.705 W/(m·K),具有较好的隔热性能。     

钛-铝双丝超音速电弧喷涂层显微硬度特性研究

利用SAS-Ⅱ型超音速电弧喷涂设备、工业级钛、铝丝材在LY12铝合金基体上制备了钛铝复合涂层,并对其显微硬度进行了测定.根据均匀设计实验方案和二次多项式逐步回归分析,获得了实验范围内,显著水平为0.002、相关系数为0.98的钛铝超音速电弧喷涂涂层显微硬度与喷涂电压、喷涂电流和喷涂距离的关系式.进一步分析表明:当喷涂电流较小时,随喷涂电压的增大,涂层的硬度逐渐下降;当喷涂电流较大时,随电压的增大,涂层的硬度随之增大,而且喷涂电流越大,其硬度的上升速度越快.而喷涂距离对涂层显微硬度的影响呈弱线性递增的关系.     

电弧喷涂法镁合金AZ31表面改性与性能研究

研究了电弧喷涂距离和喷涂电压对会展设计用AZ31合金显微形貌、显微硬度、耐盐雾腐蚀和电化学性能的影响。结果表明,在喷涂距离为120 mm、150 mm和180 mm时,随着喷涂电压的降低,表面涂层的显微硬度整体呈现先增加而后降低的趋势,在喷涂电压为28 V时显微硬度最大;在相同喷涂距离下,随着喷涂电压的下降,涂层平均腐蚀深度都在喷涂电压为28 V时取得最小值;当喷涂距离为150mm、喷涂电压为28 V时涂层的自腐蚀电位要明显高于其它电弧喷涂工艺下涂层的,是AZ31合金较为适宜的电弧喷涂工艺;采用电弧喷涂得到的涂层的自腐蚀电位相对AZ31镁合金基材发生了正向移动,耐腐蚀性能得到明显提高。     

电弧喷涂工艺参数对Zn-Al伪合金制模涂层性能的影响

为了提高电弧喷涂模具的复制精度和使用寿命,研究了喷涂工艺参数变化对电弧喷涂制模中Zn-Al伪合金金属壳的硬度和致密性的影响.试验采用Zn丝作阴极,Al丝作阳极进行电弧喷涂.在固定喷枪移动速度和喷涂角度为90°的条件下,分析得出,送丝速度和喷涂距离对伪合金涂层硬度、孔隙率影响较小,而电弧电压和压缩空气压力对伪合金涂层硬度、孔隙率影响较大,并通过正交分析法得出了电弧喷涂制备Zn-Al伪合金涂层的最佳工艺参数:电弧电压30 V,送丝速度5m/min,喷涂距离200mm,压缩空气压力0.5 MPa.最后分析了不同工艺参数下涂层的金相组织.     

喷涂工艺参数对NICrBSi涂层显微组织和性能的影响

采用微束等离子喷涂系统制备了NiCrBSi涂层。研究了电弧功率、喷涂距离和等离子气体流量对涂层显微组织和性能的影响。试验结果表明,NiCrBSi涂层的致密程度与显微硬度随电弧功率和气体流量的增加而增加。当喷涂距离超过40mm时,喷涂距离对涂层显微硬度没有显著影响。采用微束等离子喷涂工艺制备的NiCrBSi涂层显微硬度可达HV0．2700。     

45钢表面超音速电弧喷涂Ti-Al涂层的组织与性能研究

采用自行开发研制的超音速电弧喷设备，在45钢表面制成了钛铝合金复合涂层。并利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针，对涂层的成分、相结构、显微组织及其结合强度、显微硬度进行了研究。结果表明，利用超音速电弧喷涂设备，可以在45钢表面形成 度高、孔隙率低，结合强度较好和硬度高的Ti-Al合金涂层。     

工艺参数对超音速电弧喷涂钛-铝涂层表面粗糙度的影响

利用SAS-Ⅱ型超音速电弧喷涂设备、工业级钛、铝丝材在LY12铝合金基体上制备了钛铝复合涂层,通过均匀设计方法实验研究了超音速电弧喷涂工艺参数对涂层表面粗糙度(Ra)的影响规律.结果表明:在一定的雾化条件下,随喷涂电压的增大,涂层的Ra逐渐增大,当电压增至32V时,Ra达到最高值,此后,随喷涂电压的继续增大,Ra逐渐下降;随喷涂距离的增大,涂层的Ra逐渐降低,当喷涂距离增至一定程度时,涂层的Ra降到最小值,随喷涂距离的继续增大,涂层的Ra又逐渐增大;随喷涂电流的增大,涂层的Ra呈线性增大的趋势.涂层Ra最小的超音速电弧喷涂工艺参数:喷涂电压为20V,喷涂电流为20A,喷涂距离为0.242m.     

爆炸喷涂Cr3C2-25NiCr涂层的微观结构及性能

为了使Cr_3C_2-NiCr涂层能够应用于水力机械表面,采用爆炸喷涂技术在0Cr13Ni4Mo不锈钢基材表面制备了Cr_3C_2-25NiCr涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、金相分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究分析了该涂层的微观形貌、孔隙率、结合强度、显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能等。结果表明:爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层具有高致密结构,平均孔隙率仅为0. 76%,并且其结合强度高达82 MPa;涂层平均显微硬度为1 026 HV2 N,远高于基体;且在相同试验条件下,涂层的磨损量仅为基体的1/72;同时涂层还具有远高于基体的耐腐蚀性能。     

超音速火焰喷涂CoCrMoSi涂层的组织与性能

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在连铸结晶器(CrZrCu合金)表面喷涂CoCrMoSi合金涂层,通过金相显微镜、扫描电镜考察涂层的微观组织,并利用显微硬度计、磨损试验机等研究了涂层的耐磨性能.结果表明:利用HVOF技术制备的CoCrMoSi涂层均匀致密,边界氧化物含量较少,孔隙率为2.83%,涂层平均硬度为840 HV,是基体材料的4倍以上;加载150 N、磨损3 min后,未喷涂试样表面为黏着磨损,磨屑体积为256.594 mm3,摩擦系数为0.802 7;已喷涂试样表面为磨粒磨损,磨屑体积为1.607 mm3,摩擦系数为0.612 5;由此可见,CoCrMoSi合金涂层提高了基体硬度,降低了摩擦系数,显著地改善了CrZrCu基体的耐磨性能.     

铝合金表面Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的组织与性能研究

利用SAS－1型超音速电弧喷涂设备和钛、铝丝在适当的工艺条件下，在LY12铝合金表面制成了钛铝合金复合涂层。并利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪、电子探针等，对涂层的成分、相结构、显微结构、孔隙率及其结合强度、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明，利用超音速电弧喷涂设备，可以在铝基表面形成低孔隙率小于2.8%，结合强度为29MPa，显微硬度HV0.2为631和干滑动磨损体积仅为LY12基体1／7的TiAl合金涂层。显微组织观察发现，涂层与基体间有冶金结合的迹象，组织结构分析表明，涂层由TiN（TiO)，Al,Ti,TiAl,Ti3Al等相组成。涂层的磨损机制可能以化合物等硬质相的剥落引起的磨粒磨损和氧化磨损为主。     

微束等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层特性

采用轴向中心送粉式微束等离子喷涂系统在2kW级的小功率条件下制备了Al2O3陶瓷涂层.研究了电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构,采用X射线衍射分析涂层的相结构,采用磨粒磨损质量损失表征涂层的性能,用热辐射粒子速度温度测量系统测试工艺参数对喷涂粒子速度的影响.结果表明,电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度的影响都比较明显,粒子速度随着电弧功率和工作气体流量的增加而增加,随着喷涂距离的增加而下降.涂层的磨粒磨损质量损失随电弧功率的增加而减少,而随工作气体流量和喷涂距离的增加而增加.分析表明粒子的温度对涂层磨粒磨损质量损失有较大的影响.采用微束等离子喷涂可以制备磨粒磨损性能与传统等离子喷涂在38kW下制备的涂层相当的Al2O3涂层.     

超音速电弧与普通电弧喷涂FeCrNiB涂层的耐磨损性能

为了提高电弧喷涂涂层的结合强度及耐磨损性能,采用超音速电弧喷涂技术和普通电弧喷涂技术在Q235钢表面分别制备了Fe17Cr5NiB涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对比分析了2种涂层的微观结构及性能。结果表明:超音速电弧涂层具有更加致密的结构,其平均孔隙率为0.95%,远低于普通电弧涂层;超音速电弧涂层与基体呈紧密结合,其结合强度为60 MPa,而普通电弧涂层与基体之间呈明显的分层状态,其结合强度仅为28 MPa;超音速电弧涂层具有良好的非晶态结构及致密性,使其具有远高于普通电弧涂层的硬度以及耐磨损性能,显微硬度高出普通电弧涂层32.27%,耐磨损性能是普通电弧涂层的2倍以上(是基体的14倍以上)。     

高硬度耐磨损电弧喷涂涂层研究

采用电弧喷涂方法制备的高硬度耐磨损JCW-B涂层可广泛应用于工业零部件耐磨表面.对涂层的组织、孔隙率、硬度、结合强度及耐磨粒磨损性能进行分析,对比研究该涂层与Ni60喷熔层的耐冲蚀性能.结果表明JCW-B涂层组织致密,孔隙率低于4%,显微硬度HV0.1高于1200,平均结合强度大于50MPa.研究了涂层的耐磨损机理,XRD结果显示涂层中主要含有Fe3B硬质相,对涂层起到弥散强化的作用.     

高速电弧喷涂FeAlNbB非晶纳米晶涂层的组织与性能

为了提高钢铁材料的耐磨性和硬度,利用高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备了FeAlNbB非晶纳米晶涂层.采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDAX),透射电镜(TEM)和X射线衍射仪等设备对涂层的组织结构和相组成进行了分析,研究了非晶纳米晶的形成机制.实验结果表明:FeAlNbB非晶纳米晶涂层是非晶相、α-Fe、FeAl纳米晶和Fe3Al微晶共存的多相组织,涂层中非晶相含量约36.2%,纳米晶尺寸约14.1 nm;涂层组织均匀,结构致密,平均孔隙率约2.3%;非晶纳米晶涂层具有较高的硬度,其耐磨性是相同实验条件下制备的3Cr13涂层的2.2倍.     

TC4钛合金表面冷喷涂制备CuNiIn涂层组织及其微动磨损性能研究

为推动冷喷涂技术在航空防护涂层领域的应用,采用氮气冷喷涂技术在TC4钛合金表面制备了CuNiIn涂层,使用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和微动磨损试验机对涂层宏/微观组织、显微硬度及微动磨损性能进行了分析。结果表明:越靠近基体,涂层致密性越好,整体涂层孔隙率约为2.8%,涂层微观组织较粉末原始组织有一定细化;涂层硬度值自基体向表面沿厚度方向有增大的趋势,靠近基体一侧硬度平均值为274 HV_2N,靠近表面的涂层硬度稳定在300 HV_2N左右;微动位移较小时,涂层失效机制主要是黏着磨损,磨损形貌为椭圆形,微动位移较大时,以磨粒磨损为主,磨损形貌接近圆形。     

铝基粉芯线材电弧喷涂工艺参数优化研究

为了使铝基粉芯线材电弧喷涂涂层获得优良的涂层性能,选择涂层孔隙率为判据,通过正交试验和OLYC IA m3金相图像分析系统对铝基粉芯线材电弧喷涂工艺进行了优化,同时采用SprayW atch热喷涂监控系统对喷涂过程中粒子的飞行速度和温度进行了测定.经研究得到了铝基粉芯丝材电弧喷涂的最佳工艺参数.结果表明,影响铝基涂层致密性的工艺因素按主次顺序分别为喷涂气压、喷涂电压和喷涂距离;在所选试验范围内,随气体压力和喷涂电压的增大、喷涂距离的减小,涂层的孔隙率降低;在优化的喷涂工艺参数条件下,铝基涂层最小孔隙率可达1.3%.     

超音速火焰喷涂TiB2-50Co涂层及其性能

在322、402和462 L/min 3种氧气流量条件下采用超音速火焰喷涂技术制备了3种TiB₂-50Co涂层,通过SEM和XRD对涂层的微观组织和物相结构进行分析,测试其硬度,采用水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究了涂层的耐熔融铝硅(Al-12.07wt%Si)合金腐蚀和耐磨粒磨损性能.研究结果表明:3种TiB₂-50Co涂层的物相均为TiB₂和Co;3种涂层的组织均致密,其中以氧气流量为322 L/min条件下制备的涂层试样最致密,其孔隙率最低(1.76%),涂层硬度值最高,达到(558±90) HV_0.3;氧气流量为462 L/min条件下制备的涂层抗热震性能最差,涂层截面出现明显裂纹;在熔融Al-12.07wt%Si合金中腐蚀60 h后,3种涂层均具有良好的耐熔融Al-12.07wt%Si腐蚀性能;在载荷为6 N的条件下,3种涂层均具有良好的耐磨损性能,以氧气流量为322 L/min条件下制备的涂层试样最佳.