超音速火焰喷涂(HVAF) WC-Co合金涂层微观组织与耐磨性分析

采用超音速火焰喷涂(HVAF)工艺在Q235基体上制备了WC-Co涂层,并研究了涂层的显微组织和磨损性能。结果表明:WC-Co涂层与基体结合良好,涂层致密,孔隙率较低,微观形貌呈层状结构。EDS能谱表明涂层发生了较低氧化。涂层的显微硬度高达1244HV0.1。涂层开始时失重磨损率较高,而且随着法向载荷的增大而增加,随着时间增加磨损率不断降低,体现了WC-Co涂层优异的耐磨性能。     

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316L不锈钢涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在高强钢表面制备了316L不锈钢涂层,利用扫描电镜、显微硬度仪、电化学测试系统等设备对涂层金相组织、硬度、结合性能和抗腐蚀性能等进行了测试,并分析了WC-CoCr中间层对316L不锈钢粉末涂层结合强度及涂层界面的影响。结果表明:超音速火焰喷涂316L不锈钢粉末颗粒在喷涂中变形充分,形成较致密的涂层,并具有超过400 HV0.1的显微硬度;涂层具有较高自腐蚀电位,耐蚀性优于高强钢;涂层结合强度随着涂层厚度的减小、基体硬度的增加而提高;WC-CoCr底层可改善涂层界面结合,从而改善316L不锈钢涂层的结合性能。     

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     

超音速火焰喷涂(HVOF/HVAF)Ni60合金涂层组织与磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂HVAF/HVOF两种工艺分别在Q235钢基体上制备了Ni60涂层,研究了涂层的显微组织和磨损性能。结果表明,两种工艺制备的涂层均具有典型的层状结构,涂层与基体以机械方式较好的结合。HVOF工艺制备的Ni60涂层的含氧量是HVAF工艺涂层含氧量的3倍多,说明HVOF工艺氧化性比HVAF工艺大得多。HVAF工艺涂层的显微硬度和耐磨性明显低于HVOF工艺涂层,这与HVOF工艺涂层中弥散分布硬质相和HVAF工艺涂层中存在微裂纹有直接影响。     

超音速火焰喷涂钴基陶瓷涂层的组织与性能研究

本文在氧气流量和喷涂距离一定的条件下,研究了燃气流量对超音速火焰喷涂WC-Co涂层显微组织、相结构及性能的影响。结果表明:燃气流量低的涂层结合强度、显微硬度最低,孔隙率最大;燃气流量适中的涂层结合强度最高,显微硬度低于另外两种涂层,燃气流量最高的涂层,燃气流量高的涂层的显微硬度最大。     

超音速火焰喷涂Co-Cr-WC涂层的组织与性能

采用超音速火焰喷涂工艺在Q235B基体上制备Co-Cr-WC涂层;利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析涂层的组织结构和相组成,并测试在不同参数下涂层显微硬度、孔隙率和密度.试验结果表明,涂层组织致密,界面结合良好;涂层表面有少量孔隙存在,孔隙率小于1％;显微硬度在HV1 200以上;涂层密度在12.9 g/...     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

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.     

结晶器表面超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的组织性能分析

在结晶器铜板表面超音速火焰喷涂WC-12Co涂层,通过SEM、EDS和XRD分析了涂层的表面形貌、成分变化及涂层与基体的结合性能,采用正交试验设计分析4种喷涂工艺参数对涂层孔隙率、显微硬度和结合强度的影响.结果表明,在氧气流量为850 L/min、煤油流量为6.0 g/h、喷涂距离为400 mm、涂层厚度为0.4 mm条件下,涂层的孔隙率较低,显微硬度较高,且结合强度较大,综合性能达到最优.     

7A09超高强度铝合金超音速火焰喷涂WC涂层

以7A09超高强铝合金为基体,采用超音速火焰喷涂技术(HVAF)将WC粉末喷涂在基材表面,对不同喷距制备的涂层的结合强度,物相组成,微观形貌进行研究。结果表明,不同喷涂制备的涂层结合强度均较好,物相组成差异不明显,喷距在180 mm时孔隙率较低,显微硬度较高。     

喷涂距离对超音速火焰喷涂 CoCrAlYTa 涂层组织性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术制备CoCrAlYTa涂层,研究了喷涂距离对涂层相组成、孔隙率以及硬度、弯曲强度、高温抗氧化性能的影响。结果表明:喷涂距离在200～300 mm范围内时,随着喷涂距离的减小,涂层的致密度增加,孔隙率下降,显微硬度和弯曲结合强度增加,但相组成基本不变,主要由CoAl,AlCo2Ta和CoTa3相组成;涂层致密度越高,在高温氧化过程中,表面越易尽早形成连续氧化膜并促进涂层中Al元素的选择氧化,因此随着喷涂距离的减小,涂层的高温抗氧化性能逐渐增强。     

超音速火焰喷涂MCrAlY粘结层对热障涂层热震性能的影响

分别采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)和等离子喷涂技术(APS)在高温合金GH99上制备MCrAIY粘结层(BC),对比研究了HVOF和APS喷涂BC对热障涂层(TBC)热震性能的影响.结果表明:APS喷涂BC界面不平整,起伏较大,而HVOF喷涂BC界面较为平整.经200次热循环后,APS喷涂TBC部分陶瓷层(TC)出现剥落,而HVOF喷涂TBC仅出现细小的微裂纹,生成的热生长氧化物(TGO)比较厚.APS喷涂TBC经过350次热循环后,涂层出现大面积剥离现象.而HVOF热障涂层直到热震430次后,才出现涂层剥落现象.拉曼光谱(RFS)残余应力分析表明,HVOF热障涂层残余应力随热循环次数的增加而增大,热震350次后APS热障涂层残余应力为650MPa,而HVOF热障涂层热震400次后其应力值仅为571 MPa.可知,HVOF显著地提高了TBC的热震性能.     

CuCrZr合金表面亚音速与超音速等离子喷涂NiAl涂层的组织结构与结合强度

分别用亚音速和超音速等离子喷涂方法在CuCrZr合金表面制备了NiAl涂层,通过正交试验对工艺参数进行优化,测定了涂层与基体的结合强度。利用SEM、EDS、XRD等设备研究了涂层的组织结构、物相变化及涂层与基体间的结合方式。结果表明,超音速等离子喷涂制备的NiAl涂层粒子变形充分、组织致密,涂层与基体间的结合强度明显高于亚音速喷涂层;两种方法制备的涂层与基体的界面处均主要为Al,界面的局部区域Cu-Al发生反应生成了Cu₃Al₂、CuAl₂、CuAl等新相,形成了1～3 µm宽的“微冶金结合”层。     

高速火焰与等离子喷涂WC／Co涂层的性能比较

分析比较了超音速喷涂与等离子体喷涂的ＷＣ／Ｃｏ涂层的形貌,显微组织结构,孔隙率,硬度及其耐磨性,结果表明超音速火焰喷涂的ＷＣ／Ｃｏ涂层具有与粉末相近的相结构,也说ＷＣ颗粒在超音速火焰喷涂过程中,只有极少部分被分解和氧化,同时涂层具有很高的致密度,硬度和良好的耐磨性,涂层与基体的结合情况也得到很大的改善。     

超音速火焰喷涂NiTi合金涂层的形状记忆效应

采用超音速火焰喷涂制备超致密NiTi合金涂层,通过后续热处理获得优化相变结构,并通过压痕法分析涂层的形状记忆效应.光学显微镜及扫描电镜对NiTi合金涂层微观结构表征显示,喷涂制备态涂层由内部岛状-链状界面叠片组成,涂层致密孔隙率约为0.82％.X射线衍射分析显示,NiTi涂层制备态为全奥氏体,经时效处理析出Ni4Ti3...     

超音速火焰喷涂Ni/MoS_2涂层形成及拉伸破坏机理

采用喷雾造粒方法对镍包二硫化钼与纳米碳化硅粉末进行了造粒,并应用超音速火焰喷涂技术制备了镍包二硫化钼涂层、镍包二硫化钼与纳米碳化硅复合涂层.镍包二硫化钼粉末粒子涂层形成过程中,喷涂粒子嵌入软基体材料,形成弹坑,有利于涂层的形成过程,而撞击形成的破碎粒子间存在孔隙、气孔,削弱了涂层机械强度.不同的喷涂粉末粒子对涂层的拉伸结合强度有很大影响,镍包二硫化钼涂层结合强度为13.679MPa,镍包二硫化铜与纳米碳化硅复合涂层结合强度为29.748 MPa.实验结果表明,复合粉末涂层形成过程中,高硬度的纳米粒子碳化硅在喷涂过程中嵌入基体表面,同时撞击破碎的二硫化钼粒子间被纳米碳化硅粒子及金属镍所充填,减少了破碎的二硫化钼粒子间的气孔和孔隙,提高了涂层的拉伸结合强度.     

热处理对超音速火焰喷涂FeAl-Al涂层组织结构的影响

目的通过超音速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel,HVOF)的粉末喂料设计,获取结构致密的铁铝金属间化合物涂层,并详细考察热处理对所制备涂层组织结构的影响。方法在铁铝合金粉末喂料中添加质量分数为5%的铝粉,改善喷涂效果,在316L不锈钢表面制备致密的FeAl-Al涂层,并进行真空热处理。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及维氏显微硬度计,详细分析了涂层在不同热处理温度下的微观组织、成分、结构与显微硬度的变化。结果喷涂态FeAl-Al涂层厚度约为150μm,物相为Fe2Al5,未检测到单质Al。随着热处理温度升高,Fe2Al5相的衍射峰逐渐增强。500℃热处理后,喷涂态涂层中扁平粒子间存在的细微孔隙大量消失,涂层致密性明显提高。但是800℃热处理后,涂层中产生了与界面平行的裂纹。喷涂态FeAl-Al涂层的硬度为465.06HV0.1,500℃热处理2 h后增加至472.06HV0.1,继续提高热处理温度,涂层的显微硬度则明显下降。结论在粉末喂料中引入质量分数为5%的Al粉,可明显改善超音速火焰喷涂效果,获得结构致密、与基体结合牢固的FeAl-Al涂层。合适的热处理能进一步消除喷涂缺陷,使涂层显微硬度增加,微观结构更加致密。     

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。     

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.