超音速火焰喷涂制备多峰WC-12Co涂层的抗汽蚀性能(英文)

采用超音速火焰喷涂技术制备常规、亚微米及多峰3种WC-12Co金属陶瓷涂层,比较分析涂层的显微硬度及显微组织。采用超声振动汽蚀装置研究3种涂层的抗汽蚀性能,并采用扫描电镜观察涂层表面的汽蚀坑,探讨不同涂层的汽蚀机理。研究表明:采用超音速火焰喷涂制备的亚微米及多峰WC-12Co涂层结构致密、孔隙率低,其显微硬度明显高于常规的WC-12Co涂层。多峰WC-12Co涂层的平均显微硬度接近HV1500,远高于常规的WC-12Co涂层。在3种涂层中,多峰WC-12Co涂层表现出最优良的抗汽蚀性能,涂层的汽蚀率大约为常规涂层的40%;与常规涂层相比,多峰WC-12Co涂层的抗汽蚀性能提高150%以上。     

1Cr9MoVNbN叶片WC-Co防护涂层结构与性能研究

采用等离子喷涂和超音速火焰喷涂工艺在汽轮机动叶片1COMoVNbN母材上制备了WC-Co防护涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和高温冲蚀试验机等技术研究了涂层的相结构、表面形貌、孔隙率以及抗高温氧化和抗固体微粒侵蚀性能。结果表明,超音速火焰喷涂相比于等离子喷涂所制备的涂层中,WC相含量较多,涂层致密,孔隙率小。超音速火焰喷涂制备的含17%Co的WC-Co涂层相比于母材具有较好的抗高温氧化和抗固体微粒侵蚀性能。     

超音速火焰喷涂Fe基合金涂层的抗汽蚀性能

采用超音速火焰(HVOF)喷涂在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上制备了200 pm厚的Fe基(含Cr、Ni等)合金涂层.采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、磁致伸缩汽蚀仪对涂层的组织、硬度和抗汽蚀性能进行了研究.结果表明,Fe基合金涂层组织均匀致密,孔隙率低,具有层状结构,涂层的平均硬度为993 HV0.1,是基体硬度的5.8倍;Fe基涂层抗汽蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,1Cr18Ni9Ti不锈钢汽蚀沿晶界和孪晶界破坏,而Fe基合金涂层汽蚀沿表面微小孔隙破坏,破坏由孔隙边缘向外扩展,损伤程度由汽蚀试样表面中心向外递减,最终不同损伤程度的汽蚀坑分布于表面.     

HVOF制备亚微米WC-12Co涂层的抗汽蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备了微米及亚微米WC-12Co金属陶瓷复合涂层,采用超声振动汽蚀装置研究了涂层的抗汽蚀性能,使用SEM微观分析的方法对蚀坑的形貌进行了观察,并对汽蚀机理做了初步探讨。结果表明:亚微米WC-12Co涂层表现出优异的抗汽蚀性能,汽蚀率仅为微米涂层的70%左右,涂层中亚微米WC的存在是涂层抗汽蚀性能提高的主要因素。     

不同Ni、Cr含量镍基涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为

目的研究超音速喷涂不同Ni、Cr含量涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为,比较涂层的耐蚀性能。探讨涂层在模拟环境中的腐蚀机理。方法采用超音速火焰喷涂技术,在20钢表面制备不同Ni、Cr含量的合金涂层。涂层试样涂覆75%Na_2SO_4+25%Na Cl混合盐膜,在750℃含0.15%(体积分数)SO2模拟烟气中进行腐蚀测试,获得腐蚀动力学规律。采用XRD、SEM、EDS对涂层以及高温腐蚀产物的成分、结构、形貌进行分析。结果采用超音速火焰喷涂制备的涂层结构致密,平均孔隙率为0.84%,涂层中有少量金属氧化物。腐蚀过程中,涂层试样先增重后失重,腐蚀产物为Ni O、Ni Cr2O4、Fe Cr2O4和(Fe,Cr)2O3。腐蚀产物具有双层结构,外层富Ni,内层富Cr。结论在测试条件下,Ni的质量分数为64%,Cr的质量分数为23%时,涂层具有较好的耐蚀性。     

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.     

HVAP 及 HVOF 工艺制备 WC10Co4Cr 复合涂层及其性能研究

目的对比研究超音速等离子喷涂(HVAP)技术与超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC10Co4Cr涂层,并根据涂层组织形貌与电化学特性判断两种工艺的优劣。方法采用SEM及XRD分析WC10Co4Cr复合涂层的微观形貌和物相,在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中对涂层进行电化学分析。结果 WC10Co4Cr涂层由较大的WC颗粒及粘结相组成,在喷涂过程中WC颗粒不断累积形成层片状结构,涂层有较小程度的失碳,形成了具有脆性的W2C。电化学极化测试表明,超音速等离子喷涂技术制备的涂层表现出优异的抗电化学腐蚀性能。结论超音速等离子喷涂技术制备的WC10Co4Cr涂层显微硬度为1197HV,孔隙率为0.50%,腐蚀电位为-0.3947 V,腐蚀电流密度为9.19×10-7A/cm2,腐蚀速率为1.01×10-2g/(m2·h),腐蚀深度为1.09×10-2mm/a,具有与超音速火焰喷涂涂层相似的耐腐蚀性能。     

超音速火焰喷涂枪的冲蚀磨损研究进展

超音速火焰喷涂(HVOF)技术是热喷涂技术中的重要组成部分,也是表面强化的重要方法之一。超音速火焰喷涂因其所制备的涂层质量优良,可以说是最具发展前途的热喷涂技术。作为超音速火焰喷涂系统的子系统,喷枪是获得优良喷涂涂层的必要保证;然而,超音速火焰喷涂枪中的冲蚀磨损不仅会对喷枪自身造成严重磨损,而且还会影响喷涂涂层的性能质量,从而导致材料的损耗和浪费。介绍了冲蚀磨损分类及其理论模型,对超音速火焰喷涂进行了介绍。总结了超音速火焰喷涂枪内表面的冲蚀磨损以及冲蚀磨损的影响因素,最后归纳了目前控制超音速火焰喷涂枪冲蚀磨损的有效措施,可为以后进行这方面的研究提供参考。     

汽轮机叶片钢超音速火焰喷涂层和等离子喷焊层性能研究

目的 提高汽轮机叶片钢1Cr12Ni2W1Mo1V的抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能。方法 利用超音速火焰喷涂技术和等离子喷焊技术在其表面分别制备了Cr3C2-NiCr75-25涂层、WC-10Co-4Cr涂层和Stellite 6合金喷焊层。借助扫描电镜（SEM）观察3种涂层水蚀凹坑的微观组织形貌,并对3种涂层的显微硬度、抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能进行分析。结果 3种涂层的平均显微硬度较基体均有显著提升,其中WC-10Co-4Cr涂层的平均显微硬度最高,其值为1314.6HV4.9 N。以Stellite 6合金涂层为摩擦副,Cr3C2-NiCr75-25涂层的摩擦系数为0.5~0.7,失重0.0131 g,而WC-10Co-4Cr涂层的摩擦系数为0.5~0.6,失重0.0007 g,显然WC-10Co-4Cr涂层的抗摩擦性能更好。抗微粒冲蚀性能试验中,最大磨痕深度由深到浅依次为：基体材料（94.658 μm）、Stellite 6合金层（85.932 μm）、Cr3C2-NiCr75-25涂层（81.163 μm）、WC-10Co-4Cr涂层（11.864 μm）。其对应的磨损率也逐渐减小。表面水蚀沟槽最大深度依次为：基体材料（445 μm）、Stellite 6合金层（70 μm）、Cr3C2-NiCr75-25涂层（80 μm）、WC-10Co-4Cr涂层（41 μm）。其对应造成的质量损失由30 mg/cm2逐渐变为3.3 mg/cm2。结论 3种涂层均具有一定的抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能,其中WC-10Co-4Cr涂层的各项性能均最佳,主要是该涂层中弥散分布了大量WC硬质相,使其显微硬度最高,加之其他相关性能共同作用的结果。     

NiCrWFeSiBCCo合金涂层的组织与耐空蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面制备NiCrWFeSiBCCo合金涂层. 采用金相显微镜(OM)、超景深体视显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)观察涂层的显微组织和空蚀前后表面的微观形貌;采用表面粗糙度测试仪和显微硬度测试仪对涂层表面粗糙度和显微硬度进行表征;采用X-Ray衍射仪(XRD)分析涂层的相组成;采用磁致伸缩空蚀试验仪测定涂层的空蚀性能,并与1Cr18Ni9Ti不锈钢的空蚀性能进行比较. 结果表明,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备的NiCrWFeSiBCCo涂层组织均匀,结构致密(平均孔隙率为0.63%),硬度为1 004 HV,NiCrWFeSiBCCo涂层的抗空蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.     

NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层的组织与性能

采用离子喷涂和超音速火焰喷涂技术分别制备了NiCoCrAlY/Al₂O₃耐磨复合涂层,通过SEM、显微硬度计和万能材料测试机研究了粉体和涂层的显微结构、显微硬度和结合强度。结果表明,Al₂O₃颗粒表面包覆着一层致密的NiCoCrAlY合金,涂层与基体结合良好,超音速火焰喷涂涂层的孔隙率仅为等离子喷涂涂层的1/7。超音速火焰喷涂涂层的显微硬度和结合强度均高于等离子喷涂涂层。两种方法制备的涂层的破坏属脆性断裂机理。     

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.     

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。     

超音速等离子与超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及磨损机理

采用超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂分别制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,进行了硬度、孔隙率、结合强度及560和1120 r/min下的磨损对比试验。结果表明,超音速等离子喷涂制备的涂层的综合性能与超音速火焰喷涂制备的涂层性能相当。在560 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶122.15,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶138.36,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损。在1120 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶109.53,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶127.44,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损。     

铝合金压铸模具钢表面涂层改性研究

采用超音速火焰喷涂复合金属粉末对铝合金压铸模具H13钢进行表面涂层改性,并进行涂层表面性能、模具钢试样的耐磨损性能、抗高温氧化性能和热疲劳性能测试与分析。结果表明,超音速火焰喷涂复合金属粉末表面涂层改性显著改善了模具钢的耐磨损性能、抗高温氧化性能和热疲劳性能。与未进行表面涂层改性相比,表面涂层改性使其20℃、250℃和500℃磨损体积分别减小了85.9%、90.2%和89.6%;500℃高温氧化100 h后的单位面积质量增重减少86.6%;热疲劳裂纹级别从7级变为2级。     

Mg-8.5Li合金表面氧-乙炔火焰喷涂铝涂层的研究

为了提高Mg-Li合金的耐蚀性能,采用氧-乙炔火焰喷涂技术在Mg-8.5Li合金表面制备铝涂层,利用扫描电镜、金相显微镜研究了涂层的组织形貌、抗热振性能和抗中性盐水腐蚀性能。结果表明,采用氧-乙炔火焰喷涂技术可在Mg-8.5Li合金基体上获得致密、具有一定结合强度且具有良好抗腐蚀性能的铝涂层。     

超音速火焰喷涂Fe-Cr-Ni基涂层的组织与性能研究

采用多元Fe-Cr-Ni基合金(含Si、Co、B、Cu等)为喷涂粉末在不锈钢基体表面,用超音速火焰(HVOF)喷涂法制备厚度达200 μm的涂层.采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对涂层的组织及相组成进行了研究,用显微硬度计和磁致伸缩汽蚀仪对涂层的性能进行了测试.结果表明,该涂层致密,颗粒分布均匀,其显微硬度是基体的5倍,达到1050 HV0.1,靠近涂层的基体表面发生了加工硬化.涂层的抗汽蚀性明显优于ZG06Cr13Ni5Mo不锈钢,前者的质量损失约为后者的1/3.     

汽轮机动叶片水蚀防护技术研究及应用

采用超音速火焰喷涂(HVOF)、超音速电弧喷涂(SWAS)制备两种抗水蚀涂层,对比分析了两种NiCr金属陶瓷涂层的组织结构、力学性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能.结果表明,超音速火焰喷涂制备的NiCr金属陶瓷涂层结合强度为70 MPa,孔隙率为0.5％,涂层致密,抗热疲劳性能良好,耐磨粒磨损性能以及抗冲蚀性能优异,与2Cr13基体材料相比其抗磨损和冲蚀性能均得到显著提高.     

等离子喷涂与超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层组织与摩擦磨损性能研究

目的 研究等离子喷涂与超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。方法 采用等离子喷涂与超音速火焰喷涂工艺制备NiCr-Cr3C2涂层,并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、万能试验机、显微硬度计和高速往复摩擦磨损试验机,系统地分析了两种工艺所得涂层的物相、组织、结合强度、硬度及摩擦磨损性能。结果 两种工艺制备的NiCr-Cr3C2涂层与基体界面结合效果良好。等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层为层片状组织,层间可见微裂纹,孔隙率较高;超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层组织均匀,无明显微裂纹,可见少量微小孔隙。物相分析表明,等离子喷涂涂层由NiCr、Cr3C2和Cr7C3相组成,而超音速火焰喷涂涂层由NiCr和Cr3C2相组成。超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层的耐磨性优于等离子喷涂涂层,等离子喷涂涂层和超音速火焰喷涂涂层的稳态摩擦系数分别为0.4和0.6。随载荷升高,两种工艺制备的NiCr-Cr3C2涂层摩擦系数均显著下降。磨损后,等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层表面具有明显的凹痕和剥落,而超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层磨痕表面较光滑,未见明显剥落。两种工艺制备的涂层磨损机制均为磨粒磨损和疲劳磨损。结论 超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层较等离子喷涂涂层组织更为致密,具有更为优良的综合力学性能和耐磨性,等离子喷涂制备的NiCr-Cr3C2涂层的减摩性较好。     

超音速火焰喷涂制备Fe基非晶涂层的组织结构及耐蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在锅炉管束受热面制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面、截面微观形貌,并进行电化学腐蚀测试。结果表明:采用超音速火焰喷涂技术在锅炉管束受热面制备了Fe基非晶涂层,涂层孔隙率为2%,涂层显微硬度为832.4 HV;在1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的自腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。