喷雾转换法制备超细晶WC-12Co复合粉末HVOF涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,以喷雾转换法制备的超细晶WC-12Co复合粉末为热喷涂粉末原料,在45#钢基体上制备WC-12Co涂层,并测试涂层的显微硬度、开裂韧性及抗磨粒磨损性能,利用XRD对复合粉末及涂层进行相结构分析,用SEM对复合粉末及涂层截面进行显微观察。结果表明,在喷涂过程中,多孔空壳球形复合粉末中WC颗粒有明显的脱碳分解发生,涂层中含有W2C、Co2W4C、W和非晶相;涂层组织呈典型的层状结构,WC晶粒有圆润化和长大现象;涂层显微硬度HV0.3/10平均值为1 084、开裂韧性平均值为5.24 MPa·m1/2,涂层表面抗磨损性能随粗糙度降低和硬度增加而提高,平均磨损质量损失为0.783mg/min。     

高温耐磨损Cr3C2-25%NiCr涂层制备及其性能研究

采用超音速火焰喷涂球形烧结态Cr3C2-25%NiCr复合粉末制备高温耐磨损涂层,用扫描电子显微镜(SEM)分析粉末和涂层显微组织,用图像处理软件分析涂层孔隙率。通过结合强度、表面硬度和摩擦磨损等实验检测涂层机械性能。结果表明:粉末烧结状态、Cr3C2硬质相及粉末粒度因素影响涂层机械性能,KF-70涂层具有最高结合强度和表面硬度。     

Q235钢表面氩弧熔覆B4C-Ti复合涂层组织与性能的研究

以B4C粉、Ti粉和Fe粉末为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备出增强复合涂层。利用扫描电镜,X射线衍射仪,显微硬度仪和摩擦磨损试验机等对复合涂层的组织,相组成,硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明:熔覆层相由α-Fe、颗粒状Ti C和Ti B构成,Ti C颗粒弥散分布在基体上,涂层显微硬度高达700HV0.2,耐磨性能比Q235钢基体提高约6倍。     

HVOF喷涂超细结构WC-12Co涂层磨粒磨损性能

以喷雾转换法制备的球壳形WC-12Co复合粉为原料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)在45~#钢上制备超细结构WC-12Co涂层,并测试涂层的显微硬度、开裂韧性。利用XRD、SEM和磨损试验机分析涂层物相组成、微观结构和耐磨损性能。结果表明:多孔球壳形WC-12Co复合粉在HVOF喷涂过程中发生了中度脱碳,涂层中不仅含有WC、W_2C相,还有少量W相;涂层微观结构致密,组织呈岩层状,截面平均显微硬度HV_(0.3)为1 205.5、平均开裂韧性为4.96 MPa·m~(1/2);磨损过程中,粘结相被SiO_2犁削出非连续状槽沟,WC晶粒剥离或裂解出的细小WC晶粒成为新的磨粒,对粗大晶粒产生磨削或积于裂纹处加剧开裂。     

不同粘结剂制备的铝硅氮化硼复合粉末材料及封严涂层性能研究

本文对比分析了三种不同粘结剂制备的铝硅氮化硼复合粉末材料及封严涂层的组织性能,结果表明:以B3为粘结剂时,铝硅氮化硼复合粉末材料的形貌和性能较优,等离子喷涂过程的沉积效率最高,由此制备的封严涂层组织均匀,硬度和结合强度匹配最好,在450℃下抗热震性能和热稳定性能良好。     

HVOF喷涂Fe基非晶合金涂层的组织结构和耐腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术,制备了含Fe、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂层。利用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站、差示扫描量热仪等设备对涂层的组织结构、耐腐蚀性能和热稳定性进行了研究。喷涂工艺参数为:氧气压力0.6MPa,氧气流量166L·min-1,丙烷压力0.55MPa,丙烷流量24L·min-1,喷涂距离350mm。制备的涂层孔隙率和显微硬度分别为1.8%和823HV0.1,其非晶化程度较高;微观结构分析表明涂层由熔化变形成扁平粒子、未熔化的粉末颗粒以及孔隙、裂纹等缺陷组成的波浪层状组织。相组织结构分析表明涂层主要由非晶相组成,含有少量的纳米晶相组织。差示扫描量热仪测试表明所制备涂层的晶化区间为532℃～580℃。电化学测试表明,Fe基非晶合金涂层在1mol·L-1的H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl溶液中都经历了活性溶解—钝化—过钝化的过程,涂层在NaOH溶液中的耐腐蚀性能最强,其次为NaCl溶液,在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能较差。     

TA2纯钛表面激光熔覆WC7Co/TC4复合涂层的组织演变特性

选用抗氧化性和韧性良好的WC7Co陶瓷颗粒作为增强相,利用激光熔覆的方法在TA2纯钛表面制备WC7Co/TC4复合耐磨涂层,借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计,分析表征复合涂层显微组织特征、WC7Co陶瓷颗粒界面反应行为以及复合涂层中相的演变规律。结果表明:根据激光熔覆过程中WC7Co颗粒的演变状态,复合涂层中存在2种典型显微组织,分别为未分解WC7Co颗粒强化组织和WC7Co分解后与Ti反应生成的W、TiC和Ti的共晶组织;复合涂层中WC7Co颗粒与TC4基质结合界面形成了2～3μm的反应层,反应生成物主要为W和TiC;复合涂层中的物相主要为Ti固溶体、W单质及TiC、VC、Co_3W_3C、W_2C等化合物。     

激光原位制备硼化钛与镍钛合金增强钛基复合涂层

<正>北京工业大学材料学院的前期研究表明,通过在TC4钛合金表面直接采用激光原位熔覆Ti B2粉末能够制备出具有Ti B2颗粒和Ti B短纤维梯度分布的涂层。据此,该学院试图采用纯Ni与Ti B2粉末作为熔覆材料,运用激光熔覆原位技术在TC4钛合金表面制备出以高硬度Ti B2和Ti B为增强相,以高韧性Ni Ti和Ti为基体的复合涂层。然而在Ni+Ti二元合     

WC-Co(Cr)超音速火焰喷涂粉末和涂层性能

采用喷雾造粒和真空烧结工艺制备粒度15~45μm的WC-12%Co(WC12Co)、WC-17%Co(WC17Co)、WC-10%Co-4%Cr(WC10Co4Cr)球形喷涂粉末,并采用超音速火焰喷涂(HVOF)法在同一喷涂参数下制备WC12Co,WC17Co,WC10Co4Cr涂层,应用金相显微镜、X-射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等表征粉末和涂层的结构和性能。结果表明:制备的3种碳化钨基喷涂粉末球形度高,流动性好(~13s/50g),松装密度接近(4.8~5.0 g/cm3),粉末物相均为WC和Co相,各粉末微观结构和物理性能均满足液体燃料HVOF喷涂要求;3种粉末制备的涂层的沉积率高(52%~55%)、孔隙率低(1.1%)、显微硬度高(1200~1 300 HV300g);各涂层脱碳程度小,涂层物相均为WC、W2C和非晶或纳米晶相;相同喷涂工艺下WC17Co、WC12Co、WC10Co4Cr涂层的耐磨粒磨损性能依次增强,同时WC10Co4Cr涂层具有较强的耐盐雾腐蚀性能。     

碳化钛掺杂的铁基复合涂层的制备及其耐磨性能研究

采用“ 喷雾造粒 + 等离子球化” 复合工艺, 成功制备了环境友好且价格低廉的 TiC/316L 复合粉末, 并 采用超音速火焰喷涂工艺沉积了复合涂层。 利用扫描电镜、 维氏硬度计、 往复式摩擦磨损仪表征了该复合粉末 及涂层的微观结构、 力学性能及耐磨性能。 结果表明, 新工艺制备的 TiC/316L 金属陶瓷复合粉末具有高球形 度、 高致密及陶瓷相分布均匀的特点, 可直接应用于热喷涂。 TiC/316L 复合涂层的孔隙率为 0.75%, 硬度为 860 HV0.3, 磨损率为 5× 10-5 mm3N-1m-1; 相比于 316 L 不锈钢涂层, 上述指标均大幅提升。 其原因在于： (1) TiC 掺杂 改善了铁基粉末的熔化程度, 大幅提升粉末的扁平化率; (2) TiC 陶瓷相沉积时表现出喷丸效应, 进一步致密化 涂层; (3) TiC 掺杂抑制了复合涂层的层状剥落。     

喷涂工艺参数对等离子喷涂 CoCrAlTaY-Al2O3涂层的微观组织结构和力学性能的影响

为提高连续退火炉高温炉辊的表面质量,采用大气等离子喷涂技术制备了CoCrAlTaY-30%Al_2O_3涂层,研究了喷涂工艺参数对涂层微观组织结构、相组成和力学性能的影响。结果表明:等离子喷涂CoCrAlTaY-Al_2O_3涂层中两种典型组织Al_2O_3相和合金相交互存在并分散较均匀,涂层主要由Co合金、α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3物相组成;喷涂功率、喷涂距离和主气流量均对涂层的微观组织和物相无明显影响;随着喷涂功率的提高,粉末粒子的熔化效果变好、孔隙率降低,在40 kW喷涂功率下,涂层的硬度最高,此时结合强度达到68 MPa;在80～140 mm喷涂距离范围内,粉末大部分已熔化,有少量的未熔颗粒存在,在喷涂距离为120 mm时涂层表面光滑致密,孔隙率较低,结合强度最大为78.6 MPa;主气流量为40L/min时,涂层的孔隙率最小而结合强度最大。等离子喷涂CoCrAlTaY-Al_2O_3涂层的最优工艺参数为喷涂功率40 kW、喷涂距离120 mm、主气流量40 L/min,得到的涂层孔隙率为3.689%、硬度为HV_(0.3) 664.9、拉伸强度78.6 MPa。     

爆炸喷涂NiMo-TiC金属陶瓷涂层组织及工艺的研究

采用爆炸喷涂系统运用不同的氧燃配比在不锈钢基体上制备了NiMo-TiC金属陶瓷涂层,主要研究了氧气流量和燃气流量配比对涂层硬度和相成分的影响,探讨了喷涂过程中元素的氧化行为。使用涂层横截面金相分析方法,对其硬度及孔隙率进行测试,利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等对其组织微观结构及相成分进行测试,测试结果表明:涂层截面的维氏硬度可以达到HV0.3850左右,孔隙率接近1%,当提高氧气与燃气的配比到1.25∶1.00时,涂层的维氏硬度有所下降,涂层结构为片层状组织,与过渡层结合紧密,但涂层中存在与粉末粒径相当的未熔TiC颗粒。XRD测试结果显示,部分TiC在喷涂过程中会在氧的作用下形成TiO和Ti2O3,当提高氧燃配比时,TiO在喷涂气流中氧元素作用下转变为Ti2O3,Ti2O3的相对含量随混合气中氧气比例的增加而增加。大部分Mo元素在喷涂焰流中被氧化,其氧化产物被爆炸产生的气流加热气化,没有沉积到涂层中。研究发现氧气与乙炔的配比比例为1.1∶1.0时,喷枪中的气流更接近爆轰波的理论状态,涂层具有较好的综合性能。     

反应等离子熔覆原位合成TiN复合涂层微观组织及显微硬度研究

Ti N相具有高的硬度和强度,在涂层中被作为强化相来增强涂层的硬度,被广泛应用于提高涂层的耐磨性。采用反应等离子熔覆技术,以纯Ti粉末为原料,采用合适的等离子熔覆参数,在不锈钢基体表面原位合成制备了Ti N复合涂层。采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)测试手段,分析了涂层内显微组织;利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度,通过压痕计算了涂层的断裂韧性。结果表明:涂层微观组织为胞状树枝晶Ti N相弥散分布于Ti相与α-Fe相构成的共晶上。复合涂层具有较高的硬度,达到HV0.3996,涂层在不同加载下的压痕尺寸效应较明显,平均显微硬度从0.98 N时HV1021降到4.90 N时HV832,涂层显微硬度压痕在4.90 N加载时出现裂纹,复合涂层具有较好的韧性,4.90 N加载下平均断裂韧性为5.15 MPa·m。     

粘结剂对镍基复合粉末及涂层性能影响研究

本文对比分析了四种不同粘结剂制备的镍铬铁铝氮化硼复合粉末及涂层性能, 结果表明： A3 粘结剂的固 化性能和热降解性能与镍铬铁铝氮化硼复合粉末的粉末制备工艺及喷涂工艺匹配性良好, 制备的复合粉末的形貌 和性能较优, 以此制备的封严涂层组织均匀, 硬度为 62 HR15Y, 结合强度为 7.99 MPa, 耐盐浴腐蚀性能良好。     

硼化钼基涂层的制备及耐磨抗蚀性能研究

针对连续热镀锌生产线中沉没辊、轴套等零部件的腐蚀磨损问题,采用造粒烧结制备了MoB-Al2O3(MA)复合陶瓷粉末,采用等离子喷涂工艺制备了MA复合陶瓷涂层,测试了涂层的显微组织、显微硬度及耐熔融锌液腐蚀磨损性能.结果 表明,涂层显微组织均匀,显微硬度约1300HV100.采用细粒度粉末、粘结底层和封孔工艺制备的MA涂...     

焊接电流对铁基硼化物涂层的组织性能影响

采用氩弧熔敷技术,Fe Ti70粉末和B粉作为预制合金粉,在Q235钢表面原位合成铁基硼化物涂层,研究焊接电流对复合涂层组织和性能的影响.对涂层进行一系列组织性能表征,利用X射线衍射仪分析涂层物相组成,利用光学显微镜观察组织形貌及分布,同时使用显微硬度计测量涂层硬度.结果表明,涂层中主要有Ti B2、Fe2B、Fe B、Ti B增强相;当焊接电流从120 A增加到150 A时,硼化物晶粒变得粗大;显微硬度从基体到涂层的顶端呈现梯度上升,并且涂层平均显微硬度为1165HV0.1,约为基体的5倍.     

基于正交实验设计方法的APS喷涂Al_2O_3涂层性能的研究

采用正交实验方法研究了大气等离子喷涂工艺参数主气流量、喷涂功率和送粉量对Al2O3陶瓷涂层结合强度和显微硬度的影响,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了粉末和涂层的组织结构,采用WDW-50微机控制电子万能试验机、HV-1000维氏硬度计测量了涂层的结合强度、截面硬度,结合涂层组织结构并应用极差和方差分析方法对实验结果进行了分析,得到了优化后的工艺参数。结果表明,涂层由熔融和未熔融区域混合而成,截面形貌凹凸咬合,以机械结合为主。影响大气等离子喷涂Al2O3涂层性能工艺参数的主次顺序依次为:喷涂功率、主气流量、送粉量,随着功率和主气流量的升高,涂层的结合强度和硬度均出现先增加后降低的趋势。大气等离子喷涂Al_2O_3最优工艺参数为喷涂功率44KW,主气流量40L/min,送粉量40g/min,制备的涂层结合强度52MPa,显微硬度1219.4HV0.3,孔隙率值为4.00%。     

新型耐磨抗熔蚀用WC-WB-Co复合涂层性能研究

本文利用硼化物高温自修复性,以超细WC、WB以及Co粉为原料,按一定比例混合,采用喷雾干燥法及等离子表面致密处理工艺制备了WC-WB-Co核壳结构的复合粉末;采用超音速火焰喷涂制备了耐磨抗熔蚀涂层,并对涂层的微观组织,涂层硬度,结合强度,抗熔融侵蚀性能等进行研究,结果表明:该复合粉末可用于超音速火焰喷涂,所制备复合涂层结合强度高,孔隙率低,能有效提升样件抗熔锌铝腐蚀能力。     

烧结工艺对低粘结相硬质合金性能及微观结构的影响

采用粉末冶金法制备WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种合金粉末,以1 480℃/90 min真空烧结工艺和1480℃/90 min/5MPa低压烧结工艺分别制备出WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种无粘结相硬质合金。利用X射线衍射分析技术研究合金的物相,利用扫描电镜与能谱仪对合金微观组织结构进行观察与分析。结果表明:真空烧结工艺制备的合金晶粒细小、硬度高;低压烧结工艺制备的合金致密度较高、晶粒粗大、硬度降低。此外,Ti原子的存在使WC晶界能各向异性,从而造成W原子在粘结相中的各向异性溶解-析出,导致形成少量的板条状WC晶粒。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰（HVOF）喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明：在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。