超音速火焰喷涂WC-17Co涂层氧化行为研究

WC-17Co涂层由于其优异的耐磨性能,被广泛用于工件的摩擦防护,但其在较高温度下服役存在过早氧化失效的问题。采用超音速火焰喷涂在45#钢表面制备WC-17Co致密涂层,将其置于400、500、600和700 ℃的温度下进行恒温热暴露,研究超温服役氧化行为对其结构及性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计等手段表征喷涂态及不同氧化温度下涂层的物相和微观结构的演变,对其物相和性能变化进行讨论。研究结果表明：喷涂过程中WC的分解及过冷使喷涂态WC-17Co涂层形成少量的Co基非晶;400 ℃热暴露后,涂层物相和结构无明显变化,当热暴露温度提高到500 ℃以上时,涂层表面CoWO₄、WO₃和Co₃O₄等氧化相开始生成,在700 ℃氧化处理2 h后,氧化物生长层增厚到10 μm;氧化促使涂层内部的Co元素向表面扩散,导致涂层内部WC硬质相的浓度提高,故内部涂层的显微硬度也大幅提高,在距离表面50 μm深度涂层显微硬度增加到1400 HV_0.3以上;表层显微硬度升高则主要是由于氧化相的生成。高温氧化后,由于Co粘结相的减少使涂层断裂韧性降低,涂层在高速摩擦环境下,疏松的氧化物层易粉化失效,故WC-17Co涂层的服役温度应保持在500 ℃以下。     

超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的性能表征

采用ID‐HVAF和HVAF工艺制备了WC‐10Co‐4Cr涂层,同时对涂层结构、硬度及耐磨性等性能进行了对比研究．研究结果表明,ID‐HVAF工艺喷涂的WC‐10Co‐4Cr涂层组织致密均匀,涂层硬度（HV0．3）为1110,与基体的结合强度高,与HVAF工艺制备的WC‐10Co‐4Cr涂层的性能相接近,但涂层磨损量较大．实践表明,ID‐HVAF工艺所制备的涂层能满足内孔应用的要求．     

在高强铝合金基体上采用超音速火焰喷涂WC-CoCr涂层性能的研究

采用超音速火焰喷涂(High-Velocity-Air-Fuel,HVAF)技术在7075高强铝合金上制备了WC10Co4Cr涂层,用XRD和SEM分别对涂层的相组成和显微结构进行了分析,阐述了涂层的结合机理,并研究了拉伸对偶件的弹性模量对测试涂层结合强度的影响.结果表明,采用HVAF技术,可在高强铝合金基体上获得致密、结合强度较高的WC-CoCr涂层.     

超音速火焰喷涂哈氏合金C-276涂层的显微结构与性能

采用超音速火焰喷涂工艺制备了C-276哈氏合金涂层,同时对涂层的显微结构、显微硬度及耐磨性进行了研究.结果表明:涂层为层状结构且致密,与基体结合牢固;涂层与C-276合金粉末均以面心立方的γ相Ni-Cr-Co-Mo合金为主晶相,保持了喷涂粉末材料的性能,但喷涂过程中产生的氧化物与气孔影响了涂层的硬度及耐磨性.     

采用超音速火焰喷涂制备抗高温氧化、磨损涂层的研究及应用

采用超音速火焰喷涂技术在2Cr12NiMoWV不锈钢基体表面制备了NiCr-Cr3C2涂层,并对涂层的微观结构、力学性能、摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:所制备的涂层结构致密、孔隙率低,与基体的结合强度大于79MPa,显微硬度可达860Hv以上;高温韧性和抗高温耐磨性能好,在高温下摩擦磨损性能相较于基体得到显著提高,可应用于抗高温氧化与耐高温磨损的环境中.经实践检验,该涂层可解决高压主汽门卡涩问题.     

玻璃粉对低温超音速火焰喷涂钛涂层的显微结构和气密性的影响

采用低温超音速火焰喷涂技术,用添加了球形玻璃粉的钛粉末,在多孔不锈钢表面沉积了钛涂层.用SEM,EDS等对涂层的显微结构进行了表征,并对涂层的气密性进行了测试.结果表明:涂层由近表面的疏松结构区和内部致密区组成,添加玻璃粉末可明显提高涂层的致密度,观察到有少量玻璃粉残留在涂层中.当玻璃粉/钛粉的体积比为1/15时,涂层具有较高的致密度和沉积率.涂层的气密性测试结果表明,抛光态钛涂层的气密性明显优于喷涂态涂层,而当玻璃粉/钛粉的体积比为1/15时,喷涂态和抛光态钛涂层都具有较高的气密性.钛涂层致密度和气密性的提高是由于球形玻璃粉对沉积钛涂层的喷丸夯实作用     

低温超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的显微结构和性能

以超细(5～15μm)WC-10Co4Cr粉末为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr涂层,采用SEM,XRD,3D表面轮廓仪和显微硬度仪对LT-HVOF WC涂层的显微结构和性能进行了表征,并将其与HVOF WC-10Co4Cr涂层进行了对比.结果表明:LT-HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的显微结构和显微硬度与HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的相当,其表面粗糙度为1.22μm,远低于HVOF涂层(3.18 μm),但其断裂韧度约为HVOF涂层的1/2.基体表面的激冷粒子分析表明,LT-HVOF WC-10Co4Cr涂层较低的断裂韧度与粒子在低温焰流中未熔化,并未充分铺展有关.     

低温超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的抗泥浆冲蚀性能

以5~20μm超细WC-10Co4Cr粉末为原料,采用低温超音速火焰喷涂技术(LT-HVOF)制备WC涂层。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征和分析WC-10Co4Cr粉末及涂层的显微结构形貌与相结构。用冲刷磨损试验机测试涂层泥浆的冲蚀性能。结果表明,泥浆冲蚀攻角变化对涂层的冲蚀质量损失影响不明显。低攻角下涂层冲蚀机制以黏结相的微切削为主,剥落凹坑的面积大而浅,高攻角下涂层的主要冲蚀机制为裂纹萌生和扩展导致的涂层剥落,凹坑面积小而深。     

颗粒增强镍基复合涂层的耐磨性能研究

在自熔性Ni基合金耐磨喷涂(焊)合金粉末中添加不同粒度和比例硬质合金颗粒在45钢的表面,经加热熔敷后,在钢表面形成冶金结合耐磨涂层。研究表明:添加硬质合金颗粒显著提高了Ni基涂层耐磨性;添加硬质相比例和尺寸的不同,涂层的耐磨性能提高的幅度也不同。     

低温高速火焰喷涂制备钛涂层

利用新研发的低温高速火焰喷涂在A3钢上制备钛涂层,对涂层的显微结构和基本性能进行了表征.显微结构表明,近表面Ti涂层结构疏松,而内部较致密,并且观察到明显的氧化物界面;XRD分析表明涂层中含有一定钛的氧化物.钛涂层在A3钢基体上的结合强度超过38MPa,显微硬度高于纯钛材,说明涂层中有氧化物存在.     

超音速电弧喷涂涂层中/高温封孔行为研究

本文重点研究了超音速电弧喷涂涂层的中/高温封孔行为，包括氧化和水冷热震测试。结果表明，在400℃中温氧化条件下，常规低温型S100封孔剂出现了明显烧蚀，导致涂层表面和内部通孔直接暴露在大气环境中，涂层出现了较严重氧化。采用S400型中温封孔剂的涂层氧化程度显著低于S100封孔剂。在400℃水冷热震考核中，S100封孔涂层出现明显剥落，S400型涂层抗热震性能则更优。在700℃高温考核条件下，高温型S700封孔剂依然能够较好地填充涂层孔隙，因此涂层的抗氧化性得到提升。通过显微组织分析发现，中/高温封孔剂在温度升高时能够保持较好的稳定性，对涂层表面及内部孔隙可形成有效覆盖和填充，因此阻隔了外界氧气的渗透，进而提升了涂层抗氧化性和抗剥落性。     

超音速等离子喷涂WC/Co涂层的工艺优化

采用国内新研制的超音速等离子喷涂（S-APS）设备制备WC-12Co涂层,探讨其影响因素.结果表明,喷涂距离和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随功率增加而增加.功率和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随喷涂距离的增加而降低.喷涂距离不变时,粒子速度随送粉量的增加呈先增后减的趋势,粒子温度随送粉量的增加而下降,电压对粒子的速度影响较大,粒子速度随电压的增大而增大,电流对粒子温度影响较大,粒子温度随电流的增大而增大.超音速等离子喷涂WC-12Co粉末的最佳工艺参数为：功率56kW（电压140V,电流400A）,氩气流量3.8m^3/h,氢气流量0.15m^3/h,氮气流量0.60m^3/h,喷涂距离100mm,送粉量50g/min.     

超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr粒子沉积状态对涂层滑动磨损的影响

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备微米结构的WC-10Co4Cr涂层.研究了超音速火焰喷涂过程中粒子沉积状态对涂层干滑动摩擦的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)观察颗粒撞击基体时的变形形貌和摩擦磨损后的涂层表面形貌,利用能量X射线色谱仪(EDS)分析变形颗粒和涂层表面不同磨损区域的成分.结果表明,成分均匀的粉末颗粒...     

超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr粒子沉积状态对涂层滑动磨损形貌的影响

本文研究超音速火焰喷涂过程中粒子沉积状态对涂层干滑动摩擦形貌的影响。利用扫描电镜(SEM)观察颗粒撞击基体时的变形形貌和摩擦磨损后的涂层表面形貌,利用能谱分析(EDS)变形颗粒和涂层表面不同磨损区域的成分。研究结果表明成分均匀的粉末颗粒因受热不同而颗粒铺展形貌不同,受热充分的粉末铺展完全,在摩擦中并形成均匀的磨损区;受热不充分的粉末铺展不完全,摩擦过程中易发生WC晶粒脱落形成划痕区,未熔颗粒易在摩擦过程中脱落。成分不均匀的粉末,合金相多的粉末颗粒铺展完全,摩擦中易生产CoCr合金膜;硬质相多的粉末铺展不完全,易产生孔隙。     

罐道超音速喷涂316L不锈钢涂层的腐蚀磨损行为

研究了超音速喷涂316L不锈钢涂层在pH=2.97,pH=6.97,pH=9.98三种煤矿地下水和5%NaCl盐水环境下的腐蚀磨损行为.利用ZAHNER IM6e电化学系统实验涂层的腐蚀电位和阻抗特征、MM-2000型实验机研究涂层的摩擦因数、磨损量与载荷和时间的变化关系.利用kykyS-3000N型显微镜对腐蚀磨损后的形貌进行观察,借助D/Max-3B 型X射线衍射仪对316L喷涂前后物相分析.实验结果表明:超音速喷涂316L不锈钢涂层的腐蚀电位较碳钢基体上升300 mV;不锈钢涂层在5%NaCl和pH＝2.97矿井水的强腐蚀性环境下的界面腐蚀主要为浓差腐蚀,在pH=6.97和pH=9.98矿井水的弱腐蚀环境下的界面腐蚀主要为电荷传质腐蚀;XRD结果显示,超音速喷涂不锈钢涂层和不锈钢喷涂材料的物相主要为γ-（Fe, Ni）, γ-（Fe, Cr）, 合金元素烧损较少,超音速喷涂316L不锈钢涂层的摩擦因数随加载载荷增加而减小,磨损失效方式为轻微黏着磨损.     

超音速等离子喷涂NiCoCrAlYTa-10，Al2O3涂层性能的研究

采用超音速等离子喷涂技术在Cr28Ni48W5耐热钢基体上制备了NiCoCrAlYTa-10%Al_2O_3复合涂层,并对涂层的显微结构、孔隙率、结合强度、显微硬度,以及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,所制备的涂层结构致密,与基体的结合强度大于45 MPa,显微硬度可达500 Hv_(0.3)以上,在常温和900℃下涂层的耐磨性能相较于基体得到显著提高,可满足高温下对涂层耐磨性能的要求.     

掺杂银对超音速火焰喷涂NiCr/Cr3C2-BaF2·CaF2涂层的影响

以机械混合方法制备的NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2-Ag复合粉末为喷涂粉末,采用超音速火焰喷涂技术制备NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2-Ag自润滑复合涂层.利用XRD研究了涂层的相组成和晶体结构,利用SEM对其微观形貌进行了表征.使用显微硬度计和万能试验机分别对涂层的硬度和结合强度进行评估,并采用球-盘式高温摩擦磨损试验机检测涂层在25～800℃范围内的摩擦磨损性能.结果表明:金属Ag的掺杂仅略微降低了涂层的硬度和结合强度,且涂层在25～800℃范围内表现出良好的摩擦磨损性能;Ag的塑性使得涂层在25～350℃温度范围内具有良好润滑性;温度达到500℃及以上时,磨痕表面反应产生的AgCrO_2和BaCrO_4对涂层的耐磨、减摩发挥着重要作用.     

镍基金刚石复合涂层的冷喷涂制备

通过机械合金化法制备了金刚石/NiCrAl复合粉末,探讨了金刚石含量对粉末的组织结构、粒度分布的影响.采用冷喷涂沉积法制备金刚石增强金属陶瓷涂层,探讨了粉末结构、金刚石含量对涂层的成分及组织结构的影响.实验结果表明,在机械合金化过程中,金刚石和NiCrAl并没有发生反应生成新相,硬质相较均匀地分布在复合粉末中.分析冷喷涂制备的复合涂层的组织结构发现,喷涂过程中粉末的成分及组织结构完全保留到了涂层中.     

镍基金刚石复合涂层的冷喷涂制备

通过机械合金化法制备了金刚石/NiCrAl复合粉末,探讨了金刚石含量对粉末的组织结构、粒度分布的影响.采用冷喷涂沉积法制备金刚石增强金属陶瓷涂层,探讨了粉末结构、金刚石含量对涂层的成分及组织结构的影响.实验结果表明,在机械合金化过程中,金刚石和NiCrAl并没有发生反应生成新相,硬质相较均匀地分布在复合粉末中.分析冷喷涂制备的复合涂层的组织结构发现,喷涂过程中粉末的成分及组织结构完全保留到了涂层中.     

陶瓷复合钢管的耐磨性能研究

全面介绍了“863”高新技术产品-陶瓷复合钢管的耐磨性能及其研究。