SHS铸造技术制备涂层的研究进展

自蔓延高温合成是一种材料制备的新方法,它与铸造技术相结合,成功地应用于涂层制造领域.本文概述了自蔓延高温合成铸造技术的基本原理和特点.综述了SHS离心铸造涂层、SHS熔铸涂层、SHS反应铸渗涂层的研究进展,并指出自蔓延高温合成铸造技术在涂层制造领域的研究方向.     

TiCNi/Al自蔓延反应热压复合涂层的制备

采用自蔓延反应热压工艺,在铝合金表面制备了TiCNi金属陶瓷基复合材料涂层.分析了TiCNi金属陶瓷SHS反应热压加压时间、混粉工艺、元素比和粉末颗粒尺寸、预制块密度、反应热压温度、反应热压压力大小、涂层厚度等SHS反应热压工艺参数对涂层与基体间界面结合状态和涂层组织的影响.观察和测试了其显微组织、热震性能以及显微硬度.结果表明,TiCNi涂层与基体Al实现了冶金结合.并分析了TiCNi/Al反应热压复合过程中,涂层内部及涂层与基体之间发生多级自蔓延高温合成反应机制,从而揭示了TiCNi/Al自蔓延反应热压复合机理.     

火焰喷涂合成TiC-Fe涂层的热力学分析

火焰喷涂合成技术是自蔓延高温合成（ＳＨＳ）与氧乙炔火焰喷涂技术结合而发展起来的,已成功制备了ＴｉＣ－Ｆｅ复合涂层,利用计算相图技术,确定Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ系的平衡相组成,并结合火焰喷涂合成工艺,重点讨论了原材料配比对体系熔化,凝固行为及涂层形成的影响,并讨论了燃烧合成ＴｉＣ－Ｆｅ的反应机理。     

静态自蔓延高温合成法形成陶瓷涂层的研究

采用静态自蔓延高温合成法（SHS法）在钢件表面形成陶瓷涂层。涂层的相组成主要是Al2O3+(α-Fe)+少量Fe3Al;涂层由两层组成,外层为近乎纯Al2O3陶瓷层,过渡层为(α-Fe)+ Al2O3金属-陶瓷层,两层组织皆为长轴近似垂直于钢件表面的柱状晶;涂层与基体结合牢固。     

自蔓延高温合成制备Ni3Si基复合涂层及其性能*

采用自蔓延高温合成法制备了Ni3Si-Cr7C3和Ni17.5Si29.3Cr两种Ni3Si基复合涂层,研究了两种涂层材料的相组成和微观结构。结果表明,两种涂层材料的基体相均为高温相β3-Ni3Si;同时由于后者具有更高的绝热温度,其晶粒尺寸显著小于前者,从而使Ni17.5Si29.3Cr合金涂层具有更高的显微硬度。摩擦学研究表明,两者在干摩擦和水润滑条件下的磨损机理相似,但是在硫酸溶液条件下由于发生了不同的摩擦化学反应,因此其磨损机理不同,后者具有更好的抗磨损性能。     

《表面技术》2009年第2期

反应火焰喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能反应喷涂是近年来发展的一种制备陶瓷/金属复合涂层的新技术,它是将自蔓延高温合成与普通的热喷涂技术相结合,在合成材料的同时使合成材料沉     

自蔓延高温合成MoSix/Cu复合材料中MoSix相的原位合成机理

采用自蔓延高温合成(SHS)技术制备了四组不同成分的MoSix/Cu复合材料.结合XRD、SEM和EDS等分析手段对所制备的MoSix/Cu复合材料显微组织和相组成进行了分析.系统研究了MoSi2设计含量及Mo/Si原子比对复合材料相组成的影响,并在此基础上讨论了MoSix/Cu复合材料中MoSix的原住合成机制.结果表明,MoSix/Cu复合材料相组成包含固溶体相α-Cu、α-Mo、MoSix和CuxSi四类相;随着MoSi2预设含量的增加和Mo/Si原子比的降低,MoSix/Cu复合材料中MoSix和CuxSi相的含量明显增加;自蔓延高温合成MoSix/Cu复合材料中MoSix相的原位合成机制为富Cu、Si的残余液相与其所包围的α-Mo之间通过界面反应直接形成MoSix.     

TiCp/Al基复合材料中TiC颗粒的合成反应研究

应用自蔓延高温合成 铸造法制备出了TiCp／Al基复合材料；TiC颗粒直接在铝熔体中反应生成，合成的TiC颗粒细小(0．5—2μm)、分布均匀、与基体结合良好。工艺较为简单，反应时间短，碳化钛粒子的损失少，制备的复合材料成分均匀、结构致密；热力学及动力学分析表明TiC的合成分三阶段完成：燃烧前反应、燃烧合成反应、燃绕后反应，其中自蔓延燃烧合成反应是生成TiC的主导反应。     

自蔓延法原位合成热喷涂用TiC/Ni复合粉的研究

采用自蔓延高温合成法(SHS)原位合成热喷涂用TiC/Ni金属陶瓷复合粉.利用扫描电镜观察原始粉体和反应产物的微观结构,采用X射线衍射仪对SHS燃烧产物组成进行物相分析.结果表明:SHS原位合成TiC/Ni的陶瓷与金属界面结合良好;Ti-C-Ni预制块反应产物的主要相成分为TiC和Ni;随着预制块相对密度的增加,反应产物的相对密度增加,颗粒之间的孔隙减少.TiC颗粒尺寸减小.     

工艺参数对SHS-铸造钢基表面TiC-Fe梯度复合涂层结构的影响

将自蔓延高温合成(SHS)技术与铸造工艺结合起来，制备了铸造钢基表面TiC—Fe梯度复合材料，研究了钢液的浇注温度、TiC—Fe预制块的组成及其相对密实度等工艺参数对梯度复合涂层结构的影响。结果表明：在保证预制块能被浇注的钢液直接点燃的条件下，适当提高钢液的浇注温度、降低预制块的密实度均有利于梯度复合涂层的形成；而且在预制块中掺加适量的低熔点金属稀释剂不仅可降低合成TiC颗粒的尺寸，而且也有利于梯度复合涂层的形成。梯度复合涂层的形成与钢液向预制块中的渗透、预制块中Fe和低熔点稀释剂的熔化以及合成的TiC颗粒向钢液中的扩散等作用有关。     

高温反应合成金属-陶瓷复合涂层技术的研究现状

高温反应合成涂层是一种新型的金属-陶瓷复合涂层制备方法。介绍了高温反应合成的基本原理以及几种高温反应合成涂层制备技术,包括SHS离心铸造涂层、SHS熔铸涂层、反应铸渗涂层、气相传输涂层、反应热喷涂涂层。分析了不同涂层的工艺过程、工艺特点、性能以及优缺点,提出了高温反应合成涂层技术存在的问题,展望了研究发展方向。     

AlN-TiN-TiB_2复相陶瓷的显微结构和力学性能

以Al、TiN、B_4C、Si为原材料,采用自蔓延高温合成热等静压(SHS/HIP)技术制备了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷,测定其相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度等力学性能,并确定了最佳原料比.利用XRD、SEM分析了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷的物相和显微组织,材料的断裂模式主要是沿晶断裂.并且研究了不同比例复相陶瓷在不同温度下的电阻率.     

特种管件陶瓷内衬涂层静态自蔓延熔涂工艺

通过对静态自蔓延法制备弯管、三通管、细管、厚壁管及双层涂层管工艺的研究,提出了静态-离心法复合工艺,并探讨了作为隔热层应用于发动机气缸套、排气管、排气道领域的可能性.采用静态自蔓延法研制了半固态金属加工用陶瓷涂层模具,并进行了涂层熔涂工艺参数优化设计、X射线无损探伤、热震性测试和铝合金及高温钢质液态模锻应用试验.试验表明,在半固态金属加工模具内表面用静态法制备陶瓷涂层,将显著提高模具的使用寿命.     

Study on the effect of laser post-treatment on the properties of nanostructured Al2O3-TiB2-TiN based coatings developed by combined SHS and laser surface alloying

A nanostructured, hard and wear resistant composite coating of Al2O3, TiB2 and TiN isformed on low carbon steel (AISI 1025) substrate by combined self-propagating high-temperaturesynthesis (SHS) and laser surface alloying (LSA). A precursor powder mixture of Al, TiO2 and hBNpreplaced on the substrate surface undergoes self-propagating high-temperature synthesis (SHS) atthe high temperatures induced by the incidence of laser. The products of SHS are subsequently laseralloyed onto the substrate to form the coating. The high power laser beam is again made to pass overthe coating with a view to remelt the coating top layer. This laser post-treatment causes distinct enhancements in microhardness and tribological performance by the modification of themicrostructure of top portion of the coating.     

自蔓延烧结在金刚石制品中的应用

本文主要介绍了自蔓延高温合成技术的发展和特点,阐述了自蔓延高温合成技术在金刚石制品工业中应用的必要性和意义,分析了自蔓延高温合成技术在金刚石制品工业中应用的可行性,并介绍了国内外的应用研究现状,提出了自蔓延高温合成技术在超硬材料制品中的应用需要进一步研究解决的问题。     

Dispersion of ultrafine SiC particles in molten Al-12Si alloy

The bulk Al-12 Si eutectic composites were fabricated through a conventional liquid metal casting route, especially with the help of ultrafine ceramic powders made by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) process. The SHS powders were fabricated by the chemical reaction between micro-sized SiC and Al particles at very high combustion temperatures, producing the coarse Al particles (several tens of microns) containing ultrafine SiC ceramic particles. Microstructural observation revealed that the ...     

Self-propagating high temperature synthesis of MoSi2 matrix composites

MoSi2 is presently regarded as the most important material for electrical heating and as one with huge potential for high temperature structural uses. MoSi2 and MoSi2 matrix composites were prepared by self-propagating high temperature synthesis （SHS）. Pure MoSi2 was obtained and a compound of MoSi2 and WSi2was synthesized in the form of predominant solid solution （Mo,W）Si2. By adding aluminum of 5.5 at.% to Mo-Si, the crystal structure of MoSi2 changed into a mixture of tetragonal Cllb MoSi2and hexagonal C40 Mo（Si,Al）2. The （Mo,W）Si2-Mo（Si,Al）2-W（Si,Al）2 composite materials were synthesized by adding aluminum of 5.5 at.% to Mo-W-Si. However, if the amount of the added aluminum was not larger than 2.5 at.%, it did not have any significant effect. SHS is an effective technology for synthesis of MoSi2 and MoSi2 matrix composites.     

NiAl intermetallic coatings elaborated by a solar assisted SHS process

A novel method to process intermetallic coatings by using a high flux solar concentrator has been studied. The main aim was to initiate an exothermic reaction in a mixture of powders (Ni and Al) and to obtain high quality coatings (NiAl) through a solar assisted SHS (self-propagating high temperature synthesis) process. Coatings have been processed in the form of tracks by scanning a concentrated solar beam across the specimen surface, thus modifying larger surfaces than those achieved with stationary treatment. Concentrated solar energy (CSE) not only provided the necessary heat to initiate the reaction but also permitted the propagation of the reaction through a reactant mixture of powders. This novel coating technology which combines SHS and CSE allows synthesizing the intermetallic coating in situ employing an energy saving process. By choosing an appropriate beam–sample interaction time it was possible to obtain homogenous, adherent and low porosity NiAl coatings.     

反应火焰喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能

反应喷涂是近年来发展的一种制备陶瓷/金属复合涂层的新技术,它是将自蔓延高温合成与普通的热喷涂技术相结合,在合成材料的同时使合成材料沉积,陶瓷相为原位合成,晶粒细小,与金属基体之间结合良好.采用反应火焰喷涂方法在45钢表面制备Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,分析了粉末团聚方式对涂层显微组织的影响,测试了涂层的显微硬度及耐磨性能.结果表明:团聚粉末经过火焰喷涂获得Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,其显微硬度达到1 200HV0.1,具有良好的耐磨性能.