ZD-1型等离子一次喷涂粉末及其涂层结合机理的研究

前言喷涂层和基体的结合强度是评价喷涂层质量的一项重要指标。因此,如何提高涂层的结合强度,是热喷涂工作者普遍关心的问题。在热喷涂工艺过程中,人们通常首先在基体上喷涂一层Ni/Al复合粉末做为结合层,然后在Ni/Al结合层上面喷涂工作层。这种喷涂结构有效地改善了工作涂层与基体之间的结合性能,但同时也增加了喷涂工艺过程的复杂性,使喷涂层的质量控制更加困难。为此,美国     

喷涂工艺参数对热喷涂纳米镍铬碳化钨涂层微动磨损性能的影响

以纳米NiCr/WC复合粉末(其中70%的WC与30%的NiCr)(文中含量均为质量分数)为原料,采用活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备了纳米NiCr/WC复合涂层。利用SRV高温磨损试验机进行微动磨损试验,结果显示,在其它工艺参数相同的条件下,纳米涂层在喷涂距离为200 mm条件下的耐磨性能最差,在喷涂距离为160 mm条件下的耐磨性能最好;纳米涂层在送粉率为5 rpm条件下的耐磨性能最差,在送粉率为15 rpm条件下的耐磨性能最好。此外,与综合性能优良的渗碳轴承钢20CrNi2Mo相比,所有的纳米涂层的耐磨损性能都明显优于相同温度条件下的轴承钢的耐磨损性能。     

热喷涂NiCr/纳米(Zr02 +8% Y2 03)梯度涂层的性能研究

针对陶瓷涂层与基体结合强度低、易产生裂纹和剥落的现象,进行了抗高温氧化耐磨损梯度涂层的设计。采用热喷涂技术在45钢基体表面制备由面层[纳米（Zr02 +8% Y203）]和中间层(NiCr)组成的梯度涂层,利用扫描电镜(SEM)、测定结合强度、测定显微硬度、X射线衍射等方法研究涂层的性能。结果表明：NiCr/纳米(Zr02+ 8% Y203)梯度涂层显微组织结构致密,与NiCr合金涂层和纳米(Zr02,+8% Y2 03)陶瓷涂层相比,具有更优良的力学性能;梯度涂层的面层有利于提高基体的耐高温、耐磨损性能,而中间层则有利于改善基体的抗高温氧化性能。     

热喷涂NiCr／纳米（ZrO2＋8％Y2O3）梯度涂层的性能研究

针对陶瓷涂层与基体结合强度低、易产生裂纹和剥落的现象,进行了抗高温氧化耐磨损梯度涂层的设计.采用热喷涂技术在45钢基体表面制备由面层[纳米(ZrO2 8%Y2O3)]和中间层(NiCr)组成的梯度涂层,利用扫描电镜(SEM)、测定结合强度、测定显微硬度、X射线衍射等方法研究涂层的性能.结果表明:NiCr/纳米(ZrO2 8%Y2O3)梯度涂层显微组织结构致密,与NiCr合金涂层和纳米(ZrO2 8%Y2O3)陶瓷涂层相比,具有更优良的力学性能;梯度涂层的面层有利于提高基体的耐高温、耐磨损性能,而中间层则有利于改善基体的抗高温氧化性能.     

WC增强镍基复合喷焊层的组织与磨粒磨损性能研究

采用扫描电镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜技术分析了氧乙炔火焰喷焊WC增强镍基自熔性合金复合涂层的组织结构,并采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机对该涂层与等离子喷涂NiCr/Cr3C2涂层的磨损性能进行了实验比较.结果表明,复合喷焊层内形成了γ-Ni固溶体基体,其中弥散分布着大量细小的碳化物硬质相Cr3C2、B4C、Cr7C3、Cr23C6等.WC颗粒仅在边缘处发生部分溶解,与涂层基体形成了冶金结合,周围生成针状的碳化铬枝晶.该组织决定了喷焊层基体具有较高的硬度,WC增强颗粒与基体之间具有很高的结合强度.复合喷焊层具有很好的耐磨粒磨损性能,其磨损失重量仅为NiCr/Cr3C2涂层的57%.     

球扁钢用铸铁轧辊表面等离子喷涂Cr3C2-25NiCr涂层工艺优化

以球扁钢轧制用铸铁轧辊的表面强化为目的,对等离子喷涂Cr3C2-25NiCr涂层工艺进行了研究.结果表明,影响涂层强度的因素依次为功率、喷涂距离、主气流量和送粉速率,Cr3C2-25NiCr涂层最佳工艺参数是喷涂距离130 mm,主气流量69.8 L/min-1,送粉速率25 g/min,功率20 kW.采用优化后的等离子喷涂工艺制备的涂层,呈典型的层状结构,粒子熔化充分,组织致密,孔隙率低,与基体结合较紧密.     

纳米WC与CeO2对陶瓷涂层组织和性能的影响

以水轮机叶片的工作条件为背景,将纳米CeO2与纳米WC添加到Fe-WC金属陶瓷喷涂材料中,采用等离子喷涂方法制备涂层.对涂层进行显微组织分析及耐磨性和结合强度等试验,探讨纳米CeO2和纳米WC对喷涂层组织、耐磨性及结合强度的影响,以便制备性能优良的喷涂层用于水轮机叶片的保护,结果表明:将适量的纳米CeO2与纳米WC粉末添加到Fe-WC涂层中,可以改善喷涂层的组织,提高喷涂层的结合强度、耐磨性.     

热喷涂基体表面前处理技术的研究进展

热喷涂涂层与基体机械咬合的结合机理决定了基体表面前处理是热喷涂涂层中非常重要的处理工艺。文中概述了当前广泛应用的喷砂处理的工艺特点,指出砂粒易在基体表面镶嵌和对基体造成损伤是喷砂工艺的主要缺点,讨论了喷砂对高温合金单晶材料和超高强钢疲劳性能的影响,研究了软质基体表面超音速火焰喷涂WC涂层的免喷砂工艺。同时介绍了近年来其他热喷涂基体表面前处理方面的研究热点,包括高压水射流处理技术、机械粗化技术以及激光表面前处理,并重点阐述了其基本原理、特点及应用情况。     

纳米WC与Ce02对陶瓷涂层组织和性能的影响

以水轮机叶片的工作条件为背景,将纳米Ceo2与纳米WC添加到Fe-WC金属陶瓷喷涂材料中,采用等离子喷涂方法制备涂层。对涂层进行显微组织分析及耐磨性和结合强度等试验,探讨纳米Ce02和纳米WC对喷涂层组织、耐磨性及结合强度的影响,以便制备性能优良的喷涂层用于水轮机叶片的保护,结果表明：将适量的纳米Ce0,与纳米WC粉末添加到Fe-WC涂层中,可以改善喷涂层的组织,提高喷涂层的结合强度、耐磨性。     

铸铁零部件热喷涂修复技术及应用研究

对铸铁零部件热喷涂修复技术进行了分析,并通过应用热喷涂实例详细地介绍了铸铁零部件热喷涂工艺的操作方法和要点,并研究了喷涂层的元素分布情况、组织与力学性能变化。试验结果显示:铸铁基体与镍基喷涂层之间冶金结合良好,各种合金元素在基体界面与喷涂层之间没有出现聚集,呈连续分布的特征,由涂层至结合面再到基体,硬度呈依此降低趋势。     

热喷涂纳米涂层与基体结合强度的研究

分别以微米与纳米NiC/WC粉末为原料,采用活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备了金属陶瓷涂层。采用最新的结合强度标准较准确地测试了涂层的结合强度,利用SEM分析了拉伸断口的成分分布和微观形貌。研究表明,用活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备的纳米复合涂层的结合强度为163MPa。     

铁基非晶基涂层的HVOF制备及耐腐蚀性能(英文)

以工业原材料制备的铁基非晶合金、镍铬合金、碳化钨颗粒的混合粉末为原材料,采用高速火焰喷涂技术制备铁基非晶基涂层。通过分析铁基非晶基涂层分别在1 mol/L盐酸、氯化钠、硫酸和氢氧化钠溶液中的动态极化特性,研究其腐蚀阻抗。采用扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的腐蚀形貌。结果表明:铁基非晶基涂层具有优良的耐蚀性能,而且在含氯离子溶液中,表现出比304L奥氏体不锈钢更高的腐蚀阻抗。在1 mol/L盐酸溶液中,铁基非晶基涂层的腐蚀电流密度和钝化电流密度分别为132.0μA/cm2和9.0 mA/cm2,在1 mol/L氯化钠溶液中分别为2.5μA/cm2和2.3 mA/cm2,且表现出一个宽的自钝化区间。其优异的耐蚀性能表明铁基非晶基粉末可以作为一种耐腐蚀、耐磨损的工程材料。     

超细WC粉体中“团聚体”结合强度的表征

超细WC粉中的"团聚体"对制备硬质合金的不良影响已被人们认识,但是对其结合强度的认识尚待深入。本文采用激光衍射法和小角度散射法表征了WC超细粉末的团聚程度,用素坯单向压缩法定量评估了超细WC粉体中"团聚体"的结合强度。探讨了粉末与钢模壁之间的摩擦力等因素对所测"团聚体"强度的影响。结果表明:对圆片状样品测量获得的"团聚体"结合强度受外摩擦力的影响很小。实验还验证了高能球磨对"团聚体"的破碎效果。     

镍基自润滑涂层的制备及拉伸结合强度研究

采用等离子喷涂与粉末冶金方法分别制备了PS304、PM304镍基自润滑涂层,并对涂层的组织、拉伸结合强度进行了研究。结果表明:采用等离子喷涂制备的PS304涂层组织粗大、孔隙率高、润滑相与强化相分布不均匀。而采用高能球磨与真空烧结技术制备的PM304涂层组织均匀、致密、粒子明显细化。拉伸试验表明:PS304的拉伸结合强度较低,拉伸断口不仅出现在涂层与基底的结合处、也出现在涂层内部;而PM304的拉伸结合强度较高,涂层与基底之间结合良好、结合方式为冶金结合,拉伸断口主要出现在涂层内部。PM304涂层拉伸强度增大的原因主要为:(1)致密度提高;(2)尖锐孔隙数量降低;(3)Ag与Ni Cr之间形成冶金结合;(4)Ni Cr基体中析出粒子的弥散强化作用使得Ni Cr基体强度提高。     

La_2O_3稀土对激光熔覆WC/Ni基复合涂层性能改善的研究

向WC陶瓷镍基合金粉末中添加不同质量分数的La2O3粉末制成混合粉末,采用大功率半导体激光器通过同轴送粉方式,在A3钢基材上制备熔覆层。利用SEM、EDAX、XRD分析研究了不同稀土加入量对熔覆层显微组织和相结构的影响,用显微硬度计、滑动摩擦磨损试验机分别测试了复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明:由于稀土的加入,复合涂层的晶粒进一步细化,组织趋向均匀,硬度和耐磨性得到了提高,最终得出涂层粉末的最佳配比为(质量分数)59%Ni60,40%WC,1.0%La2O3。     

TC4钛合金表面激光合金化涂层的组织与耐磨性能

采用WC(含碳量0.1wt%)、Ni、Si混合粉末为原料,利用激光合金化技术在TC4钛合金表面原位制备了含WC、Ni、Si的涂层,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与能谱分析(EDS)等方法分析了涂层的组织与成分,用HXD-1000B型维氏显微硬度计和MMW21型立式万能摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明:利用优化后的激光合金化参数制备出的含WC量较多的涂层,其整体均匀致密、无裂纹,且与TC4合金基材呈冶金结合;涂层物相主要由α-Ti、Ti₅Si₃、WC和TiNi组成;涂层硬度为950 HV0.2,平均摩擦因数为0.2,平均磨损量为0.308 mg,耐磨性显著提高。     

大气等离子喷涂NiCr/Cr3C2复合涂层的性能

采用化工冶金包覆、固相合金化和喷雾造粒技术制备了NiCr/Cr₃C₂复合粉体,并采用大气等离子喷涂技术制备了NiCr/Cr₃C₂复合涂层,采用SEM、显微硬度计、万能试验机和马弗炉对粉体和涂层的显微结构、涂层的显微硬度、结合强度和氧化性能进行了分析。结果显示:NiCr/Cr₃C₂涂层呈典型的层状结构,各层间结合良好,结合强度为(27.4±5) MPa,涂层显微硬度约850 HV0.2,为结合层显微硬度的2.7倍,涂层为典型的脆性断裂,断裂的位置发生在涂层的层与层之间。NiCr/Cr₃C₂涂层850 ℃氧化动力学曲线基本符合抛物线氧化规律。在氧化过程中涂层表面生产了氧化膜,且氧化膜会发生脱落,同时涂层内部出现了偏析现象,析出了金属Cr。     

等离子熔覆添加和内生联合WC颗粒增强铁基涂层的组织和性能

采用等离子熔覆技术,以铸造碳化钨、钨铁粉、镍包石墨和铁基合金粉为原材料,在Q235钢基体上制备了外加和内生联合WC颗粒增强铁基复合涂层,通过扫描电镜和能谱分析、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验对其微观组织、物相组成、硬度和耐磨性能进行了表征。结果表明,在优化的工艺参数下,可以获得与基体冶金结合良好的涂层,硬质相除外加的WC颗粒,还有内生的WC、W₂C、W₃C、Fe₃W₃C和Fe₂W₂C等;随着混合粉末中除外加WC之外的W含量增加,熔池中合金液密度增大,可以减弱外加WC颗粒下沉;当W含量达到15%时,外加WC颗粒均匀分布在涂层中,没有团聚现象发生,且在外加WC颗粒周围有细小的原位WC颗粒生成,涂层的显微硬度和耐磨损性能显著提高,涂层的平均硬度约为1300 HV0.2,耐磨性为Q235钢基体的10倍。