用于大型船舶螺旋桨再制造的冷喷涂Cu402F涂层

针对大型船舶螺旋桨再制造的需求,采用冷喷涂技术在9442镍铝青铜上制备厚度200~300μm较为致密的Cu402F涂层。使用显微硬度测试仪、电化学工作站、磁致伸缩超声振动仪和摩擦磨损试验机观察并测试涂层的微观形貌、显微硬度、耐腐蚀性能、抗空泡性能及耐磨性能。结果表明:涂层的显微硬度为289 HV0.2,较基体的显微硬度提高了17%。涂层的耐腐蚀性能略有降低,但涂层表面可以形成更为稳定的Cu2O钝化膜,达到保护基体的目的。涂层的抗空蚀性能低于基体,细小气泡持续在涂层表面瞬间溃灭会导致涂层孔隙率持续增加,使得涂层在空泡腐蚀后期的抗空蚀能力减弱。涂层在大气与模拟海水中耐磨性能均优于基体,涂层表面的孔隙收容了磨屑,起到了一定减磨作用。     

镁合金表面等离子喷涂Al涂层及激光重熔研究

利用等离子喷涂技术在镁合金表面制备了Al涂层,并通过激光对该涂层进行重熔处理。利用SEM、金相显微镜、XRD、万能材料试验机、盐雾腐蚀试验等分析测试手段研究了该涂层在激光重熔前后的变化。结果表明:镁合金表面等离子喷涂Al涂层经激光重熔后,涂层和基体之间的结合由机械结合转变为冶金结合,结合强度由20.96MPa提高到22.13MPa;涂层相组成不变;但出现了较多的孔隙和空洞,孔隙率由4.6%增大到7.5%,涂层耐盐雾的时间由900h降低到264h。     

钛合金表面激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层研究

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在钛合金(TC4)表面制备了Al2O3+13%TiO2质量分数陶瓷涂层,研究了激光重熔对陶瓷涂层的微观结构、显微硬度及结合强度的影响.结果表明经激光重熔以后,基本消除了由于等离子喷涂形成的层状堆积结构,涂层表面形成了均匀细密的棒状组织,大幅减少了孔隙率.经过实验检测.激光重熔后的涂层结合力比喷涂涂层的提高近2倍.     

喷涂涂层激光重熔技术的研究进展

激光重熔技术能够改善喷涂涂层的组织和性能,提高了涂层的使用寿命.本文简述了激光重熔技术的原理,工艺特点,激光重熔喷涂层的相关研究和存在的技术问题.     

激光重熔与冷喷涂复合工艺制备的镍铝青铜基涂层耐腐蚀性能研究

为解决镍铝青铜质螺旋桨修复再制造难题,使用激光重熔加冷喷涂复合工艺在镍铝青铜9442合金上制备了Cu402F涂层。使用OM、SEM观察了涂层截面与表面的微观形貌;采用盐雾腐蚀箱、电化学工作站重点研究了涂层的耐盐雾腐蚀性能和电化学行为。试验结果表明:冷喷涂态涂层厚度约为300μm,涂层致密度良好,表面较为粗糙,经过激光重熔后涂层表面变得较为平整,涂层内部分为重熔区、多孔过渡区以及冷喷涂遗传区;经1 000h中性盐雾腐蚀试验后,冷喷涂态涂层腐蚀产物呈现菜花状,表面存在着大量裂纹,激光重熔态腐蚀产物呈圆形颗粒状,表面出现点蚀坑,激光重熔后涂层失重量减少了43.86%,耐盐雾腐蚀性能增强;涂层在浸泡不同时间后动电位极化曲线可知,冷喷涂态涂层在浸泡5天后涂层上就逐渐形成钝化膜,并且随着浸泡时间的增加,涂层上的钝化膜更加稳定,激光重熔态涂层浸泡36天后表面可以形成十分稳定并且具有一定厚度的钝化膜,耐海水腐蚀性能大幅提高。     

激光重熔对等离子喷涂热障涂层冲蚀行为影响

研究了等离子喷涂和激光重熔ZrO<,2>-7%Y<,2>O<,3>热障涂层的微观结构,同时考察了两种涂层的抗冲蚀性能,并探讨了其冲蚀破坏机理.试验发现,等离子喷涂热障陶瓷涂层呈典型的层状堆积特征;经过激光重熔处理后,涂层表面形成了沿热流方向生长的柱状品重熔区;相对于等离子喷涂试样,激光重熔涂层有较好的抗冲蚀性能;不管等...     

医用镁合金表面激光重熔羟基磷灰石涂层

为提高医用镁合金的表面耐蚀性和生物相容性,采用等离子喷涂和激光重熔复合技术在镁合金表面制备羟基磷灰石(HA)生物涂层。研究结果表明,所制备的羟基磷灰石涂层为短杆状堆积结构,主要由HA和β-TCP相组成;涂层的弹性模量约为50 GPa,较已临床应用的医用金属材料显著降低,显微硬度约为455 HV,具有较好的耐磨性。涂层在模拟体液中具有很好的耐蚀性,在腐蚀12 d后涂层表面形貌仍然较完整,无腐蚀孔洞出现。钙磷沉积实验结果表明,涂层表面形成一层新的生物磷灰石层,表明涂层具有较好的骨诱导性。     

冷喷涂Cu涂层过程中粒子速度的影响因素分析

简要介绍了冷喷涂技术特点及工艺原理。利用粒子测速仪对各种因素下的粒子速度进行了测试；借助扫描电镜观察了涂层以及涂层与界面的形貌；具体讨论和分析了气体压力、温度、粉末以及喷涂距离等因素对颗粒速度的影响。     

等离子喷涂氧化锆涂层及激光重熔涂层的摩擦磨损性能

采用等离子喷涂制备了常规氧化锆涂层和纳米氧化锆涂层,并对制备的纳米氧化锆涂层进行了激光重熔处理,系统地研究了3种氧化锆涂层(常规、纳米和激光重熔涂层)在常温和高温下的摩擦磨损性能.结果表明,纳米氧化锆涂层耐磨性能明显优于常规氧化锆涂层,而激光重熔处理后的纳米氧化锆涂层在常温和高温下,都表现出最低的摩擦系数和最好的耐磨性能.这3种涂层的表面粗糙程度、涂层孔隙率和裂纹状况明显不同,从而表现出不同的摩擦磨损特性;说明纳米粉末等离子喷涂结合激光重熔技术是提高氧化锆涂层性能的有效方法.     

激光重熔改性等离子喷涂陶瓷涂层的组织及其耐腐蚀性能

以纳米Al2O3粉末为填料,采用激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层技术,在45号钢表面制备了纳米改性Al2O3 13%(质量分数)TiO2/nano-Al2O3复合陶瓷涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜研究了纳米Al2O3改性后的陶瓷涂层的组织及涂层的耐腐蚀性能.结果表明,在激光的作用下,原等离子喷涂层Al2O3 13%TiO2的片层状组织得以消除;激光重熔区亚稳相y-Al2O3转变为稳定相α-Al2O3,重熔层由α-Al2O3和TiO2组成.与等离子喷涂Al2O3及Al2O3 13%TiO2陶瓷涂层相比,纳米Al2O3改性后的Al2O3 13%TiO2/nano-Al2O3陶瓷涂层致密化程度明显提高,耐腐蚀性能也得到了明显的改善.     

激光重熔镍基合金热喷焊层组织及高温抗氧化性能的研究

利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等测试手段,研究了经激光重熔前后的镍基合金热喷焊层的组织结构和抗高温氧化性能。试验结果表明,镍基合金热喷焊层组织比较粗大、不均匀,有疏松、气孔、夹杂等缺陷;经激光重熔处理后,其组织得到很大改善,主要由均匀、细小的树枝晶及枝晶间层片状共晶和化合物硬质相组成,气孔、夹杂等缺陷基本消除。镍基合金热喷焊层经激光重熔前后的氧化动力学曲线在600℃时均符合对数关系,而在800℃时则符合抛物线关系。经激光重熔处理的热喷焊层高温抗氧化性能得到了较大幅度的提高。     

激光重熔工艺对热喷涂陶瓷层微观结构的影响

研究了在１Ｃｒ１８ＮｉｏＴｉ基体上热喷涂Ａｌ２Ｏ３－１３％ＴｉＯ２陶瓷层，进行激光重熔对陶瓷微观结构的影响。激光重熔陶瓷层中，主要组成相为ａ－ＡＩ２Ｏ３及ＡＩ２ＴｉＯ５，在条件合适时，在ａ－ＡＩ２Ｏ３中还有一种超结构，即有序相析出；有序相的存在可阻碍表面裂纹的产生；激光重熔陶瓷层中，扫描速度增加，表面裂纹的宽度增加；激光输出功率增加，表面裂纹的宽度亦增加。     

TIG Cladding + Laser Remelting of ZrAlNiCu Amorphous Coating

为了解决传统激光熔覆非晶方法的不足,进行了TIG熔覆+激光重熔制备非晶涂层的尝试。在对Zr65Ni10Al7.5Cu17.5粉末进行TIG熔覆之后,又对熔覆层进行了激光重熔。TIG熔覆有利于与基材良好的结合、减少裂纹和气孔、有利于熔覆层成分的均匀化,激光重熔又可以提供极快的冷却速度并利于非晶的形成。随后对该涂层进行了微观组织、能谱、相组成、腐蚀性能及显微硬度的分析。整个涂层成分均匀,冶金结合良好,微观组织由晶体与非晶体组成,其中TIG熔覆+激光重熔涂层非晶体所占体积分数高于相同工艺下的传统激光熔覆层;该涂层显微硬度HV较传统激光熔覆层高1330 MPa;腐蚀电位较传统激光熔覆层高0.07 V,腐蚀电流更是降低了10倍以上。     

激光重熔Ni基WC涂层的组织与性能研究

研究了45钢为基体的Ni基WC涂层经激光重熔后形成涂层的显微组织、硬度和耐磨性.结果表明:涂层经激光重熔处理后,WC颗粒部分分解形成W_2C,同时形成新的硬质相和共晶组织.涂层中包含γ固溶体和W_2C、Ni_3B、Cr_73、Cr_(23)C_6和(Fe,Ni)_(23)C_6等化合物;有效地改善了涂层的性能.     

冷喷涂硬质合金耐磨涂层研究进展

硬质合金涂层具有高耐磨性与高耐腐蚀性等优势,因此广泛应用于冶金等领域的耐磨、耐蚀防护中。采用传统热喷涂技术制备硬质合金涂层,其高温会导致涂层材料产生相变、氧化、脱碳等问题,从而损害涂层的服役性能。冷喷涂技术作为一种新兴的涂层制备技术,具有低温的特点,可避免传统热喷涂方法所带来的涂层质量问题,成为硬质合金涂层制备的潜在技术。在简述冷喷涂技术原理及其沉积机理的基础上,综述了冷喷涂制备硬质合金耐磨涂层(如WC-Co、WC-Ni、Cr3C2-NiCr等),以及影响涂层硬度、耐磨性等力学性能的主要因素,包括硬质相、黏结相的种类、含量和尺寸等。综合比较了冷喷涂与超音速火焰喷涂制备的硬质合金涂层的耐磨性能,分析了后处理(喷后热处理、搅拌摩擦处理)对冷喷涂硬质合金涂层耐磨性的影响。最后,提出了冷喷涂技术在硬质合金耐磨涂层制备方面的局限性,并对未来发展进行了展望。     

基于划痕实验激光重熔Ni基WC金属陶瓷涂层强度分析

目的进一步提高以45#钢为基体的等离子喷涂Ni基WC金属陶瓷涂层综合性能。方法采用不同激光重熔工艺参数对涂层进行处理,通过划痕实验测定涂层的内聚强度和与基体的结合强度,前者由划痕实验中的锥形投影面积确定,内聚强度与锥形投影面积成反比,后者根据划痕仪反馈数据临界载荷L_c确定。结果 300 W激光重熔后,涂层锥形投影面积A为101,小于重熔前的276,即涂层内聚强度提高。激光重熔后的临界载荷L_c为68 N,大于重熔前的45 N,涂层与基体的结合强度增大。300、800、1200 W激光功率下,涂层锥形投影面积分别为101.6、56.7、198.0,临界强度分别为68、77、41 N。激光功率达到1500 W时,涂层脱落。即本试验数据中,激光功率为800 W时,涂层的内聚强度和结合强度最佳。结论激光重熔等离子喷涂Ni-WC金属陶瓷涂层后,涂层内聚强度和结合强度都有显著提高。不同的激光参数对涂层的性能有很大差别,适当的参数范围可达到理想效果,若激光功率参数取值过大,涂层产生的残余应力大于内聚力时会导致涂层脱落,反而降低涂层性能。     

Ti-6Al-4V激光重熔结构及摩擦学性能

利用激光重熔技术对Ti-6Al-4V(TC4)表面进行了处理。用XRD、SEM和TEM分析了合金化层的组成和组织结构。在SRV-IV微动摩擦磨损试验机上对TC4基材和激光重熔后TC4的摩擦磨损性能进行对比测试。结果表明:激光重熔可以细化TC4的晶粒,显著提高TC4的表面硬度和耐磨性能。     

Preliminary Study on Cavity Characteristics of Cold Sprayed Thickness Coating

In this article,the absence of self-replenishing of cold spray is studied by examining the thick coating deposited around the pre-drilled microsize hole.Thick copper coating was deposited around the microsize holes(about 200 and 500μm) using cold spraying methods on copper substrate,the cross-section of cavity around the hole were observed with SEM to investigate the characteristics of cavity.Computational methods were also used to investigate the original formation reason of the cavity.The results indicate:the original formation reason of cavity is that particles are too closed when impact onto the substrate.The repellant force between the particles perpendicular to the impaction direction will lead to porosity if the particles are too close.Much lower flatten ratio occurred for succeeding particle if the particles are too close at the same point because the momentum energy convert to the former particle’s deformation.A high probability of above two phenomenon resulting from high powder feeding rate will form the original cavity.In relative wider cavity,coating can be deposited in the bottom,while in the relative narrow cavity,coating can not be deposited.The thickness of the coating in the cavity is much thinner than coating around the cavity.The cavity grow larger and larger on pre-drilled holes just as the regime effect of cold spray of fixed location deposition.     

Laser Surface Remelting of Fe-based Alloy Coating Deposited by APS

The Fe-based amorphous alloy coatings with different porosities were deposited on Q235 steel substrates by means of atmospheric plasma spraying(APS).The as-sprayed coatings were remelted by the facility of a Nd:YAG laser to further enhance their compactness and bonding strength via orthogonal experiment design.The effects of laser remelting on the microstructure,phase compositions and mechanical properties of the as-sprayed coatings were investigated by optical microscopy,scanning electron microscope,X-ray diffraction and Vickers microhardness tester.The corrosion performance of the coatings was evaluated by both potential dynamic measurements(PDM)and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)in a 10%NaOH solution.The results indicate that laser power of 700 W,scanning velocity of 4 mm/s,beam size of 3 mm and porosity of 1.19%are the optimized remelting process parameters.The laser-remelted coatings exhibite more homogenous structure as strong metallurgical bonding to substrates.The amorphous phases in the as-sprayed coatings crystallize toα-Fe,Fe2Si,Fe3.5B,and Fe2W phases for the high temperature and rapid solidification in the remelting process.The microhardness values of as-sprayed are in the range of 700-800 HV0.1,while the microhardness values of the remelted coatings are enhanced slightly to 750-850 HV0.1.Both PDM and EIS analysis results show that the remelted coatings exhibite relatively excellent corrosion resistance compared with the stainless steel 1Cr18Ni9Ti,however the corrosion resistance of the remelted coatings is inferior to the as-sprayed amorphous coatings.