超音速火焰喷涂纳米结构WC-12Co涂层耐泥沙冲蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备了纳米结构、双峰结构及微米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层,比较了不同结构WC-12Co涂层的组织结构及显微硬度,进行了不同结构WC-12Co涂层和Ni60喷熔层的泥浆冲蚀磨损试验,并探讨了它们的泥浆冲蚀机理.结果表明:采用超音速火焰喷涂制备的纳米结构及双峰结构WC-12Co涂层结构致密,涂层显微硬度明显高于微米结构WC-12Co涂层;与微米结构WC-12Co涂层相比,纳米结构和双峰结构WC-12Co涂层具有更优良的抗泥浆冲蚀性能,其耐泥浆冲蚀性能分别提高了50%及20%以上.     

超音速火焰喷涂制备钼基非晶纳米晶涂层的研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术，在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上成功的制备出了一种Mo基非晶纳米晶复合涂层。这种涂层组织均匀致密，孔隙率小，约为3．4％，呈典型的层状分布；涂层是由非晶和纳米晶组成，在非晶基体中均匀分布了纳米晶粒。根据衍射峰的半高宽，计算出Mo基涂层中的晶粒平均尺寸为25～70nm，与通过透射电镜的观察得到晶粒大小数20～70nm相符；涂层具有较高的硬度，平均显微硬度为859．0HV50；所获得的非晶纳米晶涂层具有较高的热稳定性，在1020．1℃以下使用，不会发生晶型转变。     

超音速火焰喷涂枪的研究

利用理论分析与实验相结合的方法,在比较和借鉴国外相近喷枪的基础上,对喷枪结构参数进行了选择,对喷枪的实际性能进行了估算。将在此基础上设计出的喷枪进行点火试验,得到的实测值与估算值吻合得很好。这证明了喷枪的结构设计合理,性能的估算比较准确,从而为设计和改进喷枪结构,提高喷枪的性能提供了可靠的理论依据。     

超音速火焰喷涂及涂层性能简介

本文简要介绍了超音速火焰喷擦的原理、发展状态；比较了超音速火焰喷涂层、等离子喷涂层，爆炸喷涂层、自熔合金喷熔层以及电镀硬铬层的硬度和耐磨损性能；介绍了超音速火焰喷涂层的部份应用实例及其应用效果。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶/纳米晶涂层的组织性能特征

采用超音速火焰喷涂设备制备了Fe基非晶／纳米晶涂层，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、显微硬度计等对涂层的微观形貌、结构特征及显微硬度进行了研究。涂层由变形带状粒子、未熔颗粒及少量孔隙组成，涂层致密。由于该方法的冷却速度高，涂层中形成了非晶，后续涂层的加热使部分非晶转变为纳米晶。涂层的显微硬度平均为1084HV0.2，明显高于基体；靠近涂层的基体表面产生了加工硬化。     

超音速火焰喷涂微、纳米结构WC-10Co4Cr涂层及其性能

采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）在06Cr13Ni4Mo不锈钢基体上分别制备了微米结构、纳米结构WC-10Co4Cr涂层。通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征和分析了不同结构WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,并对涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度、抗冲蚀性能进行了对比,探讨了涂层泥沙冲蚀机理。结果表明：HVOF制备的纳米结构 WC-10Co4Cr涂层组织致密,孔隙率更低,涂层的显微硬度、结合强度高于微米涂层,冲蚀质量损失量也小于微米涂层;纳米结构细化了涂层晶粒,增强了涂层的显微硬度和韧性,提高了涂层的抗微切削和抗疲劳剥落性能,有利于涂层的抗泥沙冲蚀性能。     

超音速火焰喷涂FeCrSiB涂层的腐蚀行为

采用超音速火焰(high velocity oxygen fuel,HVOF)喷涂技术在Q235钢基体上制备了FeCrSiB合金涂层.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学工作站等设备对涂层的显微组织结构和耐腐蚀性进行了研究.结果表明,采用HVOF喷涂技术制备的FeCrSiB涂层结构致密,孔隙率为0.65%,与基体结合良好.FeCrSiB涂层在3.5%NaCl溶液、1 mol/L HCl溶液和1 mol/L NaOH溶液中都经历了活性溶解-钝化-过钝化的过程,且该涂层在3.5%NaCl溶液和1 mol/L HCl溶液中的耐腐蚀性能要优于镀铬层,在1 mol/L NaOH溶液中的耐腐蚀性能低于镀铬层.     

超音速火焰喷涂CoCrW涂层的高温抗氧化性能

采用超音速火焰喷涂工艺制备了CoCrW涂层，用增重法测试了涂层的高温抗氧化性能。试验结果表明，在氧化性气氛下，涂层在850℃以下或经过较短时间处理时，涂层氧化增重较少，而经850℃以上处理或经过较长时间处理时，涂层氧化增重明显，而且，处理后涂层的X射线衍射结果也证明在涂层中出现了铬和钴的氧化物。可见，CoCrW涂层的稳定使用温度应控制在850℃以下。     

氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂WC-Co涂层性能研究

采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂(HVO/AF)工艺在45钢表面制备WC-Co涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征了涂层的微观结构及相组成,并对涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度进行了分析.研究结果表明,采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂制备的涂层均具有较好的性能,超音速火焰喷涂氧气与空气混合比例对涂层的性能影响较大,采用HVO/AF喷涂技术能有效地抑制WC的氧化和分解,降低了涂层的孔隙率,提高了WC-Co涂层的硬度和结合强度等性能.涂层质量要好于传统的氧气助燃超音速火焰喷涂.     

粉末结构对超音速火焰喷涂WC系金属陶瓷涂层结合强度的影响

采用４种典型的ＷＣ系硬质合金粉末与Ｗ－Ｎｉ复合粉末,研究了粉末结构、粘结相的成分与含量,以及超音速火焰喷涂（ＨＶＯＦ）条件对涂层结合强度的影响。结果表明：对于具有高熔点的ＷＣ及Ｗ颗粒构成的复合粉末,ＨＶＯＦ涂层的结合强度大于结胶的强度,几乎不受粉末结构和粘结相成分的影响。试验表明：喷涂料子具备液固两个相结构是ＨＶＯＦ涂层获得高结合强度的必要条件,而ＷＣ与Ｗ的高密度是保证ＨＶＯＦ涂层高结合强度的充分     

等离子喷涂纳米氧化锆涂层组织结构研究

采用三因素三水平正交实验设计法针对喷涂电流、主气(Ar)流量和次气(He)流量三个重要工艺参数安排实验方案,采用大气等离子喷涂方法制备纳米氧化锆涂层试样,通过扫描电镜观察并分析了喷涂工艺对涂层组织结构的影响,结果表明,涂层组织结构主要由两部分组成,即常规柱状组织和纳米状等轴组织,且等轴组织处于柱状组织的包围之中;随喷涂工艺不同,两部分组织含量存在明显差别.对于热障涂层而言,等轴组织对提高涂层隔热能力有利.     

热喷涂纳米结构热障涂层的最新研究

分析列举了近些年来热喷涂纳米结构热障涂层（TBCs）的最新研究进展和成果。重点比较了热喷涂纳米结构TBCs与传统TBCs之间的性能差异。最后对热喷涂TBCs的研究前景作了展望。     

超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

分析比较了等离子喷涂、超音速火焰喷涂的WC／Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明：超音速火焰喷涂涂层具有与粉末相近的相结构，与等离子喷涂相比涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性，涂层与基体结合情况也得到很大的改善。     

HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的组织结构分析

纳米结构WC-12Co涂层的研究目前已受到了广泛重视,对其组织结构及影响因素的研究有利于提高涂层性能.采用HVOF工艺制备了纳米结构、多峰结构及普通微米结构3种WC-12Co金属陶瓷复合涂层,并采用SEM、XRD等对粉末及涂层的显微形貌、组织结构进行了分析;探讨了粉末在喷涂过程中的氧化脱碳机理,并指出了与之相关的影响因素.结果表明:纳米结构WC-12Co涂层结构致密,孔隙率低,与基体结合状态良好;纳米粉末在喷涂过程中比微米粉末氧化失碳严重,并发生了不同的纳米晶粒的长大;纳米粉末在喷涂过程中的氧化脱碳程度不仅与喷涂工艺有关,还在很大程度上取决于粉末本身的结构特性.     

Characterization of Nanostructured WC-Co Deposited by Cold Spraying

Nanostructured WC-Co coating was deposited by cold spraying using a nanostructured WC-12Co powder. The critical velocity for the particle to deposit was measured. The coating microstructure was characterized by X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The coating hardness was tested using a Vickers hardness tester. The deposition behavior of single WC-Co particle was examined. WC particle size was measured for comparison of deposit properties to that of sintered bulk. The result shows that the nanostructured WC-Co coating can be successfully deposited by cold spraying using nanostructured powders. The coating exhibited a dense microstructure with full retention of the original nanostructure in the powder to the coating. The test of microhardness of the coating yielded a value of over 1820 Hv_0.3, which is comparable to that of sintered nanostructured WC-Co. The deposition behavior of WC-Co powders as superhard cermet materials in cold spraying and powder structure effects is discussed. This article is an invited paper selected from presentations at the 2007 International Thermal Spray Conference and has been expanded from the original presentation. It is simultaneously published in Global Coating Solutions, Proceedings of the 2007 International Thermal Spray Conference, Beijing, China, May 14-16, 2007, Basil R. Marple, Margaret M. Hyland, Yuk-Chiu Lau, Chang-Jiu Li, Rogerio S. Lima, and Ghislain Montavon, Ed., ASM International, Materials Park, OH, 2007.     

等离子喷涂SrAl_2O_4涂层的发光性能

把发光材料稀土铕、镝掺入铝酸锶为喷涂材料,用等离子喷涂法, 将材料喷涂在钢板上.利用X射线衍射、扫描电子显微镜等分析手段对铝酸锶涂层的微观结构进行研究.通过发光光谱对铕、镝掺杂的铝酸锶涂层的发光性能进行表征,并对涂层的发光机制做初步探讨.     

激光熔覆超音速火焰喷涂陶瓷复合涂层的结构和性能

对YAG激光器产生的矩形激光束及在熔覆超音速火焰喷涂陶瓷复合涂层过程中激光功率对涂层组织和性能的影响进行了研究.采用扫描电镜分析了激光熔覆后的涂层组织结构,比较了采用不同激光输出功率2、3、4kW所得熔覆层的显微硬度和耐磨性能.结果表明:激光熔覆层与基体为冶金结合,熔覆层的硬度较喷涂层的硬度有所提高,并随着激光功率的提高而增加.激光熔覆层的磨损失重远低于喷涂层.     

节能,高效等离子喷涂设备的开发和喷涂组织

分析了现在常用的４０～１００ｋｗ等离子体喷涂设备的特征,从提高等离子喷涂效率和节能出发,开发了一种内部粉末供给,电能消耗为２－１３ｋｗ的Ｐｌａｓｍａ－ＬＥ１５等离子体喷涂系统,利用该系统对陶瓷,金属碳化物和金属合金粉末进行了喷涂实验,其中金属碳化物和金属合金粉末的喷涂沉积效率８０％以上,对几种喷涂组织进行了测试和调查,用该系统喷涂得到的组织性能高于或者等于通常大气条件下外部送粉式４０ＫＷ等离子喷涂     

溶液前驱体等离子喷涂热障涂层的高温稳定性

以锆盐和钇盐水溶液为原料,采用溶液前驱体等离子喷涂(SPPS)技术制备了氧化钇部分稳定氧化锆(7YSZ)热障涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电镜(SEM)研究了SPPS涂层在1 200~1 400℃下的相结构和微观结构稳定性。结果表明:沉积态SPPS涂层为亚稳四方相(t′),在1 200℃和1 300℃时未发生亚稳四方相(t′)向单斜相(m)的转变,在1 400℃热处理100h后出现了少量单斜相。在1 200~1 400℃下,SPPS涂层发生了不同程度的烧结现象;随热处理温度升高,SPPS涂层晶粒长大速率增加,在1 200、1 300和1 400℃热处理100h后,最大晶粒尺寸分别约为350、700和1 100nm。同时,在1 400℃下热处理100h后,涂层中仍然存在大量1μm的微孔,表明其具有较好的微孔保持能力。