超音速火焰喷涂锡青铜-钢基双金属材料摩擦性能

采用超音速火焰喷涂QWFSn8Zn3粉末制备钢背双金属材料。研究不同润滑介质、不同表面粗糙度和不同摩擦载荷对超音速喷涂锡青铜-钢基涂层摩擦性能的影响。分析锡青铜涂层的磨损形貌和磨损机制。研究结果表明:抗磨液压油润滑条件下,涂层有最小的摩擦因数0.093,30#润滑油、液体石蜡和固体MoS2润滑下涂层摩擦因数分别为0.099、0.107和0.099;随表面粗糙度减小,喷涂锡青铜-钢基涂层摩擦因数逐渐减小;随着摩擦载荷的增加,喷涂层摩擦因数逐渐减小;不同润滑介质条件下,涂层存在磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损共同作用的磨损机制。     

基于BP神经网络的等离子喷涂涂层摩擦磨损性能分析

采用超音速等离子喷涂技术、激光表面微造型技术制备不同表面微造型的KF301/WS2复合润滑耐磨涂层,研究涂层在不同温度、表面造型和润滑剂含量下的摩擦磨损性能。利用BP神经网络技术建立涂层摩擦因数和磨损量与温度、表面微造型、润滑剂含量的非线性关系模型,得到的结果和试验结果吻合得较好。分析结果表明:当温度在300～600℃时,磨损量和摩擦因数随着温度的升高而增大,但增长较缓慢,而当温度在600～750℃时,摩擦量和摩擦因数随着温度升高增长较快;在同一温度和同一WS2含量的情况下,不同微造型面的摩擦磨损性能从高到低依次是凹坑、菱形、平行、断纹;温度相同和表面微造型相同时,WS2质量分数为30%时的磨损性能要比WS2质量分数为20%时稍好一些。     

HEPJet高铝青铜涂层滑动干摩擦条件下的摩擦磨损性能

主要研究了超音速等离子喷涂（HEPJet）高铝青铜（Cu-14Al-X）涂层滑动干摩擦条件下的摩擦磨损性能.在45钢表面采用HEPJet技术制备Cu-14Al-X涂层,在MMW-1万能摩擦磨损试验机上进行滑动干摩擦试验.涂层的硬度和磨损表面形貌分别用显微硬度计、扫描电子显微镜（SEM）测定.     

超音速等离子喷涂12Co-WC涂层的组织及在含细沙油润滑条件下的摩擦学性能

为了解决含沙油润滑条件下材料的磨损问题,采用超音速等离子喷涂技术制备了12Co-WC涂层,使用SEM、XRD及T11球盘式摩擦磨损试验机测试了涂层的组织结构及在含细沙油润滑条件下的摩擦学性能。结果 发现由于具有很高的粒子飞行速度,超音速等离子喷涂12Co-WC涂层组织致密,孔隙率小于1％,WC的氧化和分解少,结合强度高,涂层在含细沙油润滑条件下具有良好的摩擦磨损性能,相同条件下的摩擦因数比灰铸铁小,耐磨性比灰铸铁提高4—8倍。     

喷涂功率对NiCr-Cr3C2涂层表面自由能及其摩擦性能的影响

利用超音速等离子喷涂技术制备了不同喷涂功率条件下的NiCr-Cr3C2涂层,结合表面自由能理论研究了其表面摩擦学性能。利用Owens-Wendt几何平均法计算了涂层的表面自由能及其分量。对比发现,涂层孔隙率、显微硬度和摩擦因数均随着喷涂功率的变化而变化,且其变化趋势与极性分量均表现出一定的相似性。分析表明,受喷涂功率的影响,喷涂粒子的温度和速度对涂层表面分子间作用力产生影响,从而间接改变了涂层表面的自由能,并且自由能及其分量的改变,会直接影响NiCr-Cr3C2涂层表面的摩擦学特性。     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结构及性能的研究

运用超音速电弧喷涂系统,通过光学显微镜,电子扫描显微镜和拉伸试验法对３Ｃｒ１３涂层的组织结构和性能进行了研究,结果表明,超音速电弧喷涂的颗粒细小,涂层表面光滑,组织致密,结合强度和硬度高,可广泛地应用于零件和设备的表面耐磨,耐蚀强化处理与机械零件加工尺寸超差的恢复等。     

高效能超音速等离子喷涂技术的研究与开发应用

根据“高效能、超音速”等离子喷涂枪的设计指导思想，对超音速等离子喷涂枪的枪体、水路、气路、阴阳极结构及送粉结构进行了全新设计，利用等离子体物理学、流体力学和工程热力学的理论设计了独特的单阳极Laval喷嘴。通过对该喷涂枪和制备的涂层性能测试研究表明，该喷涂枪实现了低功率（＜80kW）、小气体流量（＜6m^3/h)条件下的高效能超音速等离子喷涂，在有效喷涂距离内的粒子飞行速度达450m/s。喷枪的主要性能指标：焰流速度、粉末沉积效率、涂层与能耗比、电极的性价比均达到或超过了美国TAFA公司的PlazJet高能高速等离子喷涂枪。制造陶瓷涂层的结合强度、孔隙率、显微硬度等性能明显优于METCO.9M普通等离子喷，但运行成本仅为国外超音速PlazJet等离子喷涂的一半。高效能超音速等离子喷涂技术在工业、国防、航空的功能领域具有广阔的应用前景。     

超音速喷涂粘结层对热障涂层抗氧化性能的影响

采用超音速喷涂工艺在Ni基高温合金GH99上制备NiCoCrAlY粘结层,研究超音速火焰喷涂工艺对热障涂层抗氧化性能的影响.结果表明:等离子喷涂粘结层表面存在着大量的尖角和钩状的突出颗粒,而超音速喷涂粘结层表面较为平整,内部黑色氧化物较少.超音速喷涂涂层在氧化15 min后表面生成一层较为致密的颗粒状氧化物.超音速喷涂试样在前40 min氧化增重速率快于等离子喷涂试样,此后变得缓慢,而等离子喷涂试样氧化速率依然较高.超音速喷涂的涂层在氧化300 h后热生长氧化物(Thermally grown oxide, TGO)出现分层,TGO内层组织致密,TGO外层组织存在大量的孔洞和间隙.超音速喷涂工艺使热生长氧化物瞬态氧化阶段时间缩短,稳态氧化阶段时间延长,减少了氧化缺陷的产生,有效地提高了涂层抗高温氧化性能.     

球阀用WC-CoCr喷涂材料研究

WC-CoCr涂层具有优异的耐磨耐蚀性能,超音速火焰喷涂WC-CoCr涂层在石油球阀行业应用前景广泛。本文以不同晶粒度的WC-CoCr粉末为原材料,采用超音速火焰喷涂工艺制备了耐磨涂层,并对涂层的性能进行了检测。结果表明,碳化钨晶粒分布宽的涂层材料所制备的耐磨涂层滑动摩擦磨损性能最好,适用于球阀表面防护。     

超音速火焰喷涂技术在叶轮修复中的应用

超音速火焰喷涂技术可制备性能优异的耐腐蚀、耐磨、导电等涂层。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。超音速火焰喷涂技术制备的涂层均匀致密,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。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。本文针对严重磨蚀的石油化工流程泵中的叶轮的修复,采用激光熔覆工艺将受损叶轮整形后,再用超音速火焰喷涂工艺在叶轮表面制备耐腐蚀及耐磨层,使叶轮的使用寿命比原装新叶轮提高了4.5倍。     

Inconel690合金表面HVOF喷涂WC-10Co-4Cr和CoCrW涂层的微动磨损特性研究*

为了提高Inconel690合金管的耐磨性,采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）在Inconel690合金管表面制备WC 10Co 4Cr和CoCrW两种涂层,在PLINT微动磨损试验机上考察其微动磨损性能。试验结果表明：载荷一定时,涂层的摩擦因数随着位移的增加而变大;相同试验条件下,在稳定阶段,WC 10Co 4Cr和CoCrW涂层的摩擦因数小于Inconel690;两种涂层的耐磨性均显著优于Inconel690合金,而WC 10Co 4Cr涂层的耐磨性略优于CoCrW涂层。磨损表面形貌分析表明,两种涂层的磨痕表面存在剥落坑和剥层现象,磨损机制以剥层和磨粒磨损为主。     

某起落架缓冲器漏油故障分析

通过对采用超音速火焰喷涂表面处理工艺的某起落架缓冲器3次漏油故障的阐述，从尺寸复查、密封结构设计、密封面受力情况和安装工艺等方面对故障原因进行分析，采取降低火焰喷涂表面粗糙度、提高密封圈物理特性并降低压缩量、优化安装工艺等方法对密封结构进行改进，最终排除了故障。可为预防和解决超音速火焰喷涂工艺在类似结构中的应用问题提供借鉴和参考。     

重型车辆织构化刹车系统热力学行为与摩擦学性能研究

重型车辆刹车系统受瞬态高温和雨水异常侵入的影响,易引起热力学行为与摩擦性能退化。为研究表面织构对刹车系统热力学行为和摩擦学特性的影响,基于有限元法开展刹车系统热力学分析,考虑大量雨水侵入的液体润滑极端情况,提出一种动压润滑与织构集成模型的摩擦学性能分析方法。结果表明：水平凹槽织构可使制动盘温度场及应力场分布较均匀,进而避免接触区域局部瞬态高温引起的车辆制动失效;随着凹槽织构倾斜角度增大,承载力增大,摩擦因数减小;不同组合型织构中,圆柱与椭球组合型织构表面承载力最大、摩擦因数最小,圆锥与椭球组合型织构表面承载力最小、摩擦因数最大。研究发现重型车辆刹车系统表面构筑合适倾斜角度凹槽织构和组合型织构有助于提升其工作性能。     

表面织构对径向滑动轴承静态特性的影响

利用p-θ质量守恒算法研究表面织构对径向滑动轴承静态特性的影响,建立椭球形织构模型,分别讨论特殊椭球形织构半径、数目、深度和分布位置等对滑动轴承承载力、摩擦力和摩擦因数的影响。结果表明:与光滑表面轴承相比,在轴瓦表面合理分布部分织构能提升轴承润滑性能,使轴承承载力增大、摩擦力和摩擦因数减小;全织构对轴承润滑性能有消极影响,使轴承承载力和摩擦力减小,摩擦因数增大。织构半径、数目、深度等参数对滑动轴承润滑性能都有重要影响;织构周向分布在180°～360°比分布在0°～180°更有益于提升轴承性能;在较高偏心率下,织构对轴承润滑性能的提升不明显。     

模具钢表面激光毛化织构摩擦磨损性能试验研究

为提高模具的使用寿命,以模具钢5CrNiMo为研究对象,在试样表面加工不同面积占有率及高度的毛化织构,采用单因素轮换法,开展织构化试样的摩擦磨损性能试验研究。结果表明:毛化织构面积占有率对跑和后试样摩擦因数影响不大,但织构面积占有率越大,其跑和阶段的摩擦因数波动越小,跑和性能越优;毛化织构高度对平均摩擦因数影响较大,织构高度越低,跑和稳定后平均摩擦因数越小;织构试样磨损量均小于未织构试样,织构面积占有率越大,织构高度越低,磨损量越小。与未织构试样相比,面积占有率45%、毛化高度3. 5μm的织构试样可使摩擦因数减小85%,磨损量减小99%,表明激光毛化织构技术可优化塑性成形模具的摩擦学性能。     

Ti6Al4V表面激光织构化及其干摩擦特性研究

利用激光加工在Ti6Al4V表面分别构筑直线织构、网格织构和凹坑织构,并对试样的表面粗糙度和横截面硬度进行表征和测试,采用多功能微摩擦磨损试验机评价试样表面织构化对其干摩擦性能的影响,使用三维显微镜和扫描电镜对摩擦实验前后试样的形貌进行分析。研究结果表明:经激光织构化处理后,试样表面硬度显著提高,其中凹坑织构试样的表面硬度最高,直线织构试样的表面硬度最低;当选取适当间距时,凹坑织构试样的摩擦因数小于抛光试样的摩擦因数,而网格织构和直线织构试样的摩擦因数大于抛光试样的摩擦因数。SEM照片显示,织构表面的凹坑起到了捕获磨屑的作用。     

热喷涂技术的研究现状与发展趋势

热喷涂技术由于具有极大优势而被广泛的应用在工程领域中。主要讲述热喷涂技术的研究现状、发展趋势,包括主火焰喷涂技术、等离子喷涂技术、超音速火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、超音速电弧喷涂技术以及冷喷涂技术等,并介绍这些热喷涂技术的研究发展与应用。     

超音速火焰喷涂WC-Co涂层耐磨性研究

利用超音速火焰喷涂（HVOF）工艺制备了WC-Co涂层，测定了涂层孔隙率、显微硬度及干摩擦磨损过程中涂层材料失重，得出涂层干摩擦因数随时间的变化关系，分析了涂层摩擦磨损机制。结果表明，WC-Co涂层致密，平均孔隙率为1．29％，显微硬度达1140HV（测试载荷2．94N），干摩擦条件下材料失重低于电镀Cr镀层2个数量级；摩擦初期，干摩擦因数迅速增加，主要磨损特征是粘结相富Co区的犁沟切削，摩擦中后期，摩擦副间实际接触面积增大，摩擦因数变化较小，磨损趋于稳定。WC-Co涂层的主要磨损机制是疲劳磨损和犁沟切削。     

HVOF喷涂FeS涂层的摩擦磨损性能研究

利用球磨方法得到适于喷涂的、粒度约为40μm的硫化亚铁(FeS)微颗粒,再用超音速火焰喷涂的方法(HVOF)在45#钢表面制备硫化亚铁固体润滑涂层.采用MM-200型摩擦磨损试验机评价该涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜观察分析涂层的形貌、结构、物相组成和磨损表面形貌,结果表明,FeS涂层物相主要为六方的FeS,还有少量的Fel-xS和氧化物;和45#钢相比,FeS涂层的减摩、耐磨性能优异,涂层的磨损开始以"塌陷"破坏为主,后期主要以剪切破坏为主.     

高速电弧喷涂枪的设计

高速电弧喷涂枪是实现高速电弧喷涂的关键装置.本文介绍了采用高速气流技术方案研制的高速电弧喷涂枪,在喷枪的设计中优化采用了超音速喷管,使得喷枪出口80mm范围内雾化气流的速度达到600m/s以上,有利于增强喷涂粒子的雾化效果,提高粒子速度,从而使喷涂层的质量和性能明显改善,为高速电弧喷涂技术的工业应用奠定了基础.