超音速电弧喷涂粒子速度的计算机仿真

粒子速度对涂层质量有重要的影响,计算机仿真是确定粒子运动规律的有效方法。通过建立数学模型,对超音速电弧喷涂纯铝的粒子速度进行了仿真计算,结果表明,粒子飞行过程中经历了一个加速减速的过程,直径40μm的粒子最大速度为365m／s,最大速度点离喷嘴出口52mm,试验测得的粒子最大速度为386m/s,位置在喷嘴出口40～60mm范围内。仿真计算反映了射流中粒子的运动特征,从理论上证明超音速电弧喷涂的粒子速度超过音速。     

超音速电弧喷涂技术

超音速电弧喷涂技术是一项高新技术,应用前景十分广阔,该技术已通过国家技术鉴定。来自热喷涂专业委员会、沈阳工业大学、清华大学、西安交通大学、太原理工大学、北京钢铁研究总院、武汉材料保护研究所、总参装备部、装甲兵工程学院、海军、空军、二炮等单位从事热喷涂技术研究的13名专家组成的鉴定委员会认为：超音速电弧喷涂的粒子速度、粒子的雾化效果、涂层与基体的结合强度、涂层的孔隙率等性能指标,     

超音速电弧喷涂FeCrNi复合涂层的微观结构与性能

采用超音速电弧喷涂(HV-ARC)技术在Q235钢表面制备FeCrNi复合涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究了涂层的微观结构及性能。结果表明:超音速电弧的高能量、高粒子速度使得涂层具有极低的孔隙率,较高的结合强度;涂层中存在Cr、Ni的氧化相,这些氧化相对涂层的硬度及耐磨性能有着显著影响;超音速电弧FeCrNi复合涂层的耐磨性能较普通电弧涂层提高40%以上,较基体Q235钢提高4.5倍以上,耐腐蚀性能也有了大幅的提高。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

镍合金涂层的组织和性能；冷喷涂Cu涂层过程中粒子速度的影响因素分析；中温回火对钛基体上镍基喷焊涂层组织和性能的影响；氩弧熔覆镍基自熔合金的工艺研究；WC颗粒增强Ni基合金涂层的组织与性能；超音速电弧喷涂耐磨涂层在电站锅炉受热面上的应用；增强相对高速电弧喷涂铁铝复合涂层摩擦学特性的影响；树脂基复合材料用陶瓷涂层防护性能分析。[编者按]     

超音速电弧喷涂的粒子雾化研究

雾化在电弧喷涂中具有重要的作用,滁层质量很大程度上取决于雾化效果。超音速电弧喷涂的雾化过程包括丝材端部的熔化、熔化金属的脱落、熔滴的雾化三个阶段。气流的速度和流量、送丝速度、熔化金属的物理特性、气流的物理特性是影响雾化效果的主要因素。超音速电弧喷涂由于拉伐尔喷咀的作用,雾化效果好,从而得到高质量的涂层。     

超音速喷涂技术及其应用

回顾了超音速喷涂技术的发展过程;总结了超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、超音速电弧喷涂及冷喷涂等设备的结构和技术特点;介绍了超音速喷涂工艺及涂层特性;展望了该技术在制备纳米涂层方面的应用及发展前景。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

氩弧钎焊工艺对镀锌钢板表面锌层影响研究;电弧喷涂NiCrAIY在航空发动机零件上的应用研究;应用于反应釜的超音速电弧喷涂涂层的耐蚀性;高硬度耐磨损电弧喷涂涂层研究;钛-铝双丝超音速电弧喷涂层显微硬度特性研究;     

超音速火焰喷枪设计理论与数值模拟的研究进展

超音速火焰喷涂作为热喷涂领域的新技术具有粒子飞行速度高 ,涂层质量好等优点。本文在介绍了超音速火焰喷涂的原理、特点、应用的基础上 ,阐述了国内外超音速火焰喷枪结构设计的研究进展 ,分析了目前国际上流行的六种喷枪结构的特点 ,综述了用数值模拟的方法探讨喷嘴内外焰流的工作状态、焰流及粒子的压力场、速度场与温度场的变化规律 ,从而为超音速火焰喷涂技术的发展和超音速喷枪的优化设计提供基础     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

超音速喷涂技术在再制造中的应用

根据空气动力学和火箭发动机原理,研制了超音速电弧喷涂和多功能超音速火焰喷涂技术,可制备性能优异的耐蚀、耐磨、导电、绝缘涂层.超音速喷涂技术应用于机械零部件的再制造,可显著提高其性能和使用寿命,符合优质、高效、节能、节材、环保的要求,可达到修旧利废的目的,产生良好的经济效益.超音速电弧喷涂可制备金属、合金及基于管状丝材的复合涂层,涂层均匀致密,孔隙率低,结合强度高,在长效防腐、耐磨强化方面有广泛的应用.多功能超音速火焰喷涂技术同时具备HVOF和HVAF的功能,实现了焰流速度和温度大范围内的连续可调,能满足多种材料的喷涂要求,特别是其制备的碳化物陶瓷涂层,综合机械力学性能和耐磨耐蚀性能好,在机械零部件表面强化领域应用广泛.     

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。     

提高高速电弧喷涂再制造曲轴涂层结合强度的途径

分析了再制造发动机曲轴表面涂层结合强度低的原因,介绍了机器人自动化高速电弧喷涂技术、各种涂层重熔技术、高速电弧喷枪改进技术及复合梯度涂层材料设计在提高高速电弧喷涂再制造曲轴涂层结合强度中的应用。     

高速电弧喷涂锌涂层性能研究

使用高速电弧喷涂枪和普通电弧喷涂枪分别制备锌涂层。通过对结合强度、孔隙率、粒子尺寸和粒子飞行速度的测试表明,高速电弧喷涂比普通电弧喷涂的粒子尺寸减小,飞行速度提高,制备的锌涂层结合强度高,孔隙率低。对两种锌涂层进行的强化腐蚀试验表明,封孔处理后的高速喷涂锌涂层具有较好的抗腐蚀性能。     

Particle Behavior During the Arc Spraying Process with Cored Wires

To use the manifold possibilities that arc spraying offers to deposit wear resistance layers, knowledge of the particle formation and their behavior is necessary. This work is focused on studying the particle properties during arc spraying with cored wires. Different cored wires under various spraying parameters are investigated by means of a high speed camera. Particle properties in-flight, such as velocity and temperature, are determined. Correlation between particle behavior and particle characteristics at different spraying conditions is established. At the same time, the particle-laden gas flow is simulated numerically and the computed solutions are used to illustrate the utility of the proposed CFD model and compared with experimental results. The employed mathematical model represents a system of macroscopic conservation laws for the continuous gas phase and for the gas-solid mixture. This approach formulation makes it possible to circumvent the numerical difficulties associated with the implementation of a (potentially ill-posed) two-fluid model. The discretization in space is performed using a high-resolution finite element scheme based on algebraic flux correction in terms of local characteristic variables. The artificial diffusion operator is constructed on the discrete level and fitted to the local solution behavior using a multidimensional flux limiter of TVD type.     

大功率高速电弧喷涂层性能及其应用

采用新型大功率高速电弧喷涂系统,对比高速与普通喷涂枪的粒子雾化效果,分析了雾化粒子初速度对涂层结构的影响,对比了涂层表面粗糙度、孔隙率以及结合强度的差异。概述了近3年来大功率高速电弧喷涂系统的最新应用实例。     

高铬镍基合金超音速活性电弧喷涂涂层性能的研究

采用超音速活性电弧喷涂(HVAA)系统对适用于锅炉四管喷涂用的高Cr镍基合金进行了喷涂试验；通过金相组织研究、SEM检测以及X射线衍射分析，证明其具有良好的组织形貌；同时HVAA所制备的高Cr镍基合金涂层的性能相对于普通电弧喷涂涂层，除了更致密并具有更高的硬度外，涂层成分还具有更多的金属间化合物或络合物，对提高涂层性能有一定影响。     

Effect of nozzle configuration, gas pressure, and gas type on coating properties in wire arc spray

Wire arc spraying is a coating process in which minor modifications of the configuration and spray parameters can have a strong impact on coating characteristics. A study on the effects of the fluid dynamics of the atomizing gas on the coating properties is presented. Different types of nozzles, shrouds, and gases have been used to provide various flow velocities and reactive environments in the metal atomization region. The effects on particle velocity, coating density, composition, and interface characteristics between the coating and the substrate have been evaluated. It is clear that higher gas velocities improve practically all coating properties, but also increase oxide content in the coating. However, the oxidation can be drastically reduced if nonoxidizing gases are used for atomization in combination with a shroud. A discussion on the physical effects contributing to the observed adhesion improvements and interfacial properties is provided.     

等离子喷涂工艺参数对粒子速度和温度的影响

在G型喷嘴下，利用SprayWatch-2i喷涂粒子速度、温度测试仪在线测量粒子的飞行参数，研究了等离子喷涂工艺参数对喷涂粒子速度和温度的影响，并对等离子喷涂氧化锆粉末的主要工艺参数进行优化分析。在诸因素中．气体流量对粒子速度和温度的影响最为显著，随着主气流量的增加，粒子速度有所增加。     

Difference in particle characteristics and coating properties between spraying metallic and ceramic powder cored wires

The sprayed particles of metallic and cermet wires were collected to analyze the atomization state of the particles in arc spraying forming, the microstructure and properties of metallic and ceramic coatings were investigated and compared. Particle size analyzer was used for quantifying particle size. The XRD, SEM and optical microscope（OM） were used to analyze the phase composition and microstructure of the particles and coatings. From the experimental results, some difference of particle characteristics was established between the spraying metallic and ceramic cored wires, and the microstructure and properties of coatings depend strongly on the particles behaviors. The result shows that Fe-TiB2/Al2O3 composite coating has a high potential for abrasive wear applications.