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。     

超音速火焰喷涂碳化物金属陶瓷涂层冲蚀磨损性能

采用超音速火焰喷涂技术喷涂不同工艺的两种粉末,得到Cr3C2-25NiCr和WC-12Co涂层;对涂层的冲蚀磨损性能进行了测试;采用扫描电镜对原始粉末以及冲蚀前后涂层的组织形貌进行了观察。结果表明,团聚烧结粉制备的涂层组织较致密。粘结相含量较多的涂层,其冲蚀磨损性能较差;致密度较高的涂层,其冲蚀磨损性能较好。     

超音速火焰喷涂NiCrC涂层的滑动摩擦磨损行为

采用空气助燃超音速火焰(HVAF)喷涂技术,分别以相同成分的气雾化合金粉体和低温球磨纳米晶合金粉体作为喂料,制备出高质量的耐磨耐蚀粗晶和纳米晶NiCrC合金涂层。利用SRV摩擦磨损试验机、表面形貌仪和扫描电镜等设备对两种涂层和45钢试样的滑动摩擦磨损行为进行了对比研究。结果表明:在载荷为10～30 N的无润滑剂常温滑动摩擦条件下,两种涂层具有较为接近的滑动摩擦系数,但纳米晶NiCrC涂层的抗磨损性能远优于常规粗晶涂层。三种测试材料都呈现出磨粒磨损和粘着磨损的特征,随着载荷的增加,磨损程度逐渐加剧,同时粘着磨损的特征更加突出。此外,两种涂层材料在磨损过程中都出现了颗粒部分或整体剥落的现象,加剧了涂层的磨损程度。     

超音速火焰喷涂铝青铜涂层微动磨损行为

目的 改善铝合金的抗微动磨损性能.方法 采用超音速火焰喷涂技术在ZL114A铝合金表面制备铝青铜涂层,在不同温度(25、200、300℃)下对有、无涂层的ZL114A铝合金样品进行微动磨损测试,通过对涂层性能和磨痕形貌进行表征分析,探索铝青铜涂层的抗磨损性能.结果 铝青铜涂层均匀致密,与铝合金基体结合良好,显微硬度为279HV0.3,结合强度为74 MPa.不同温度(25、200、300℃)下,涂覆铝青铜涂层样品的平均微动摩擦系数分别为0.898、0.886、0.744,磨损率分别为10.249×10–7、0.035×10–7、0.207×10–7 m3/(N·m),相比基体的平均微动摩擦系数和磨损率,3种温度下分别下降了34.5％、42.9％和58.9％.对磨痕的形貌和三维轮廓的分析表明,在25、200、300℃下,铝青铜涂层的磨损机制不相同,25℃下为磨粒磨损和剥层,200℃下为磨粒磨损、剥层、氧化磨损和粘着磨损,300℃下为塑性变形、氧化磨损和粘着磨损.结论 制备的铝青铜涂层改善了基体的抗微动磨损性能.     

超音速火焰喷涂纳米结构涂层研究进展

超音速火焰(High Velocity Oxy -Fuel,简称HVOF)喷涂具有高速和相对较低的温度两个重要特征,能够获得比普通火焰喷涂或等离子喷涂(Plasma Spray,简称PS)结合强度更高的致密涂层.纳米材料具有独特的表面效应、体积效应及量子尺寸效应,其电学、力学、磁学、光学和热学等性能产生了惊人的变化.随着材料科学技术的深入发展, 在实际生产和生活中运用性能优良的纳米材料倍受人们关注,其中,采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料的最具前途的方法之一.从目前国内外的情况来看,HVOF喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展.综合国内外文献,总结了HVOF喷涂制备纳米结构涂层的研究现状,着重阐述了热喷涂纳米涂层的基本过程和结合机理,指出了利用HVOF喷涂纳米结构涂层存在的问题,并对热喷涂纳米结构涂层的发展前景作了展望.     

超音速火焰喷涂WC-CrNi涂层的滑动磨损特性研究

采用超音速火焰喷涂技术制备WC-CrNi涂层,研究了自配副磨损和三体磨损条件下,涂层的滑动磨损性能,并分析了涂层磨损前后的形貌及成分变化。结果表明:WC-CrNi涂层组织致密、结构均匀;两种磨损条件下,涂层的摩擦系数相差较大,三体磨损时,涂层损伤严重,由于配副接触面间第三体存在增加了摩擦阻力,使得摩擦系数稳定性变差;涂层在两种磨损条件下的磨损机制有所不同,自配副时的磨损机制为WC层状剥离,三体磨损下则以微切削并伴随塑性变形为主。     

超音速火焰喷涂涂层抗高温氧化和耐冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术喷涂WC涂层，并对其抗高温氧化和耐冲蚀性能进行测定。试验结果显示，与基体1Cr12W1MoV比较，HVOF制备的WC-17Co、WC-12Co、NiCrBSi＋35WC涂层具有非常良好的抗高温氧化和耐冲蚀性能。其中WC-17Co涂层在任何冲蚀角度下均表现出优良的抗冲蚀能力，是一种理想的汽轮机高压部件防护涂层。     

超音速火焰喷涂碳化钨-钴涂层磨粒磨损行为

采用超音速火焰喷涂工艺在16Mn钢上制备了WC-12Co涂层,并测试了该涂层的力学性能特别是其抗磨粒磨损性能。结果表明:WC-12Co涂层的主相为碳化钨,显微硬度为(1341.0±134.3)HV,孔隙率为0.21%±0.04%。该涂层的磨损率随着磨粒硬度、磨粒粒度和加载载荷的增加而增加。当磨粒的硬度低于涂层硬度时,涂层的磨损机制以磨耗磨损为主,磨损率低;当磨粒的硬度超过涂层的硬度时,涂层的磨损以微切削为主,磨损率高。另外,WC-12Co涂层的耐磨性相对于16Mn钢也是随着磨粒的硬度变化而变化。     

冲蚀角对超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层冲蚀磨损行为的影响

采用超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen-fuel, HVOF)技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备Cr₃C₂-NiCr金属陶瓷复合涂层. 研究了涂层的显微组织、相组成以及涂层和不锈钢的冲蚀行为和机理,探讨了冲蚀角与耐冲蚀性能的关系规律. 结果表明,涂层组织结构致密均匀,主要由Cr₃C₂以及少量的Cr₇C₃, Cr₂₃C₆和(Ni, Cr)固溶体相组成. Cr₃C₂-NiCr涂层的耐冲蚀性能随着冲蚀角的增大而减小,在低冲蚀角下涂层的破坏形式主要为微切削,重量损失较低,表现出优异的耐冲蚀性能. 随着冲蚀角的增大,冲蚀沙粒对涂层产生垂直冲击作用,粘结相与硬质相之间产生裂纹导致粘结相脱落,硬质相失去粘结相的支撑作用而裸露出来,在冲蚀沙粒的持续攻击下剥落,形成许多小冲蚀坑. 随着剥落硬质相数量的增加,小冲蚀坑逐步发展为大冲蚀坑,重量损失较大,耐冲蚀性能较差.     

超音速火焰喷涂的火焰速度特性

本文介绍了超音速火焰喷涂系统的火焰特性。试验结果表明在使用氧气和丙烷燃气时．可在较大的压力和流量范围内,获得超音速火焰。喷枪出口火焰的速度可达1500m／s以上。根据火焰射流照片中的马赫锥角来计算马赫数,并依据火焰的其它参数估算出火焰的速度。     

超音速火焰喷涂WC金属陶瓷涂层性能研究进展

WC金属陶瓷涂层因具有优良的耐磨损和耐腐蚀性等性能而在煤化工、石油化工、航空航天等领域得到了应用。针对超音速火焰喷涂技术在常用钢铁材料基体上制备的WC金属陶瓷涂层,介绍了WC金属陶瓷涂层中粉末粒径、元素含量、涂层的厚度与喷涂角度对涂层组织和性能的影响。从涂层耐腐蚀性、耐磨损性、显微硬度、结合强度以及孔隙率等方面,对涂层性能的相关研究进展进行了总结和分析。最后,提出了WC金属陶瓷相关研究中存在的问题及未来提升WC金属陶瓷性能的研究方向。     

液体燃料-空气/氧气混合助燃超音速火焰喷涂枪的研制

采用枪内混气方式,设计研制了一种采用炽热体作为稳焰器的液体燃料-空气/氧气混合助燃超音速火焰喷涂枪.用SprayWatch热喷涂监测系统测试喷涂枪焰流出口速度和温度,并研究喷涂工艺对WC-12Co涂层组织和性能的影响.结果表明,喷涂枪焰流出口速度超过1300m/s,焰流温度可在2302～3410K之间进行精确调节,精度达到±50K;提高空气/氧气比,涂层中WC保留率明显提高,使涂层硬度比氧气助燃时得到明显提高;采用空气助燃进行喷涂,可以得到厚度超过5mm的WC-12Co涂层.     

NiCrBSi超音速火焰喷涂层在不同温度下的磨损行为

采用超音速火焰喷涂在铸铁表面制备了NiCrBSi喷涂涂层,以研究其在不同温度下的摩擦磨损行为.?采用pin-on-disc试验设备在室温和300?℃下对NiCrBSi涂层进行了摩擦磨损试验,分析了温度对NiCrBSi涂层摩擦系数和磨损率的影响规律;采用XRD和SEM对NiCrBSi喷涂态涂层进行了微观组织结构分析;通过...     

超音速火焰喷涂流场有限元分析

在液体火箭发动机原理的基础上,建立了超音速火焰喷涂过程全流场分析模型,对KY-HVO(A)F多功能超音速火焰喷涂系统进行了流场分析,得到了HVOF与HVAF两种状态下燃气的速度、温度分布,分别体现了燃气欠膨胀与过膨胀的特点。在HVOF状态计算结果中有8个马赫锥而实际焰流照片中有8～9个马赫锥,所处位置基本对应,可以合理解释喷涂过程的激波现象,不同截面上的速度分布,体现了燃气速度在径向截面上的自模特性。     

超音速火焰喷涂涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方式,在45钢基体上制备了Ni60和Fe60两种涂层,采用扫描电镜、能谱对涂层进行了分析。结果表明,涂层与基体之间结合紧密,涂层组织较致密。EDS分析结果显示,涂层和基体界面处合金元素没有出现断代现象,说明涂层结合良好,但元素分布也没有明显的过渡现象,说明涂层中的元素还未向基体扩散,涂层与基体的结合主要以机械咬合为主。通过摩擦磨损对涂层的磨损机理进行了分析,通过SEM观察发现两种涂层都发生了粘着磨损,对比两种涂层的摩擦因数发现,Ni基涂层的摩擦因数比Fe基涂摩擦因数小,说明Ni基涂层的耐磨性比Fe基涂层好。     

多功能超音速火焰喷涂技术通过鉴定

第二炮兵工程学院教授王汉功主持研究的“多功能超音速火焰喷涂”技术近日在西安通过了技术鉴定。这标志着我国热喷涂技术已居世界领先水平。该技术在加工生产或维修保养机械部件过程中 ,用特殊手段将金属、陶瓷等材料变成高温、高速的粒子流 ,喷涂到机械部件的表面 ,以提高其技术性能 ,降低生产成本 ,延长机械使用寿命多功能超音速火焰喷涂技术通过鉴定@隆正隆     

超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层的结构及冲蚀磨损机理

目的改善流体机械部件的耐冲蚀磨损性能。方法采用超音速等离子喷涂(Supersonic Plasma Spraying)系统制备NiCr-Cr_3C_2涂层,通过X射线衍射仪(XRD)分析了喷涂粉末和涂层的物相结构。采用扫描电子显微镜(SEM)及配套的能谱分析仪(EDS)观察和分析了涂层的微观形貌及化学成分。采用透射电子显微镜(TEM)从超微观角度分析了涂层的晶粒结构。采用Image J2x孔隙率计算软件测定了涂层的孔隙率。采用显微硬度仪、纳米压痕仪及万能拉伸试验机分别测定了涂层的显微硬度、弹性模量和结合强度。采用动载磨料试验机进行了冲蚀试验,冲蚀角度为90°,砂浆比为5:8,冲蚀时间为3 h。结果获得的超音速等离子喷涂Ni Cr-Cr_3C_2涂层主要含有NiCr、Cr_3C_2、Cr_7C_3等物相,至少含有单晶、纳米晶、过渡区三个区域。涂层的显微硬度值为911HV0.3,约为基体的3倍,孔隙率为1.4%,结合强度为66 MPa,弹性模量为215.3 GPa。在90°攻角下,涂层的冲蚀磨损失效以疲劳剥落磨损为主。结论用超音速等离子喷涂系统在基体表面制备的Ni Cr-Cr_3C_2涂层具有较好的耐冲蚀磨损性能。     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层磨粒磨损行为

采用橡胶轮磨损实验机，对不同工艺条件下三种类型粉末制备的HOVF Cr3C2-25％NiCr涂层进行了磨粒磨损实验，发现该涂层的磨损失重量与磨程基本呈现线性关系，磨损率远低于低碳钢。氧气流量，燃气流量适中的条件下制备的涂层磨损率较低，用团聚致密化工艺制备的粉末沉积的涂层耐磨粒磨损性能较好，涂层的磨损机制主要为先期的粘结相优先切削和随后的碳化物剥落，其中碳化物的剥落对磨损过程起制约作用。     

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.