铝合金喷涂Ni60涂层的耐磨性研究

采用氧-乙炔火焰喷涂技术在ZL109铝合金表面制备Ni60涂层。用显微硬度计测定涂层的显微硬度,用摩擦磨损实验机研究涂层的耐磨性,用扫描电子显微镜(SEM)观察磨损形貌并分析磨损机制。结果表明:ZL109铝合金经过火焰喷涂Ni60涂层后,基体的显微硬度明显提高,并呈现出很好的耐磨性及平稳较低的摩擦因数;涂层的磨损机制以疲劳磨损为主。     

粘结剂对超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨粒磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺在35钢基体上制备了WC-10Ni涂层和WC-12Co涂层,研究了镍、钴这两种粘结剂对WC涂层的显微硬度、摩擦系数和抗磨粒磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察涂层磨损前后的表面形貌,探讨了WC涂层的磨粒磨损机理。结果表明,以HVOF方法制备的2种WC涂层均有较高的显微硬度,WC-10Ni涂层和WC-12Co涂层与SiC砂纸摩擦副之间的干摩擦系数相差不大。2种涂层在低载荷下均有较好的抗磨粒磨损性能,但在较高载荷下WC-12Co涂层的抗磨性明显优于WC-10Ni涂层。2种涂层的磨粒磨损形式主要为均匀磨耗磨损,磨损机理以微切削和微剥落为主。WC-12Co涂层的磨损表面损伤较轻微,综合性能优于WC-10Ni涂层。     

WC–10Co–4Cr复合涂层和04Cr13Ni5Mo合金堆焊层的泥沙冲蚀行为

采用超音速火焰喷涂和焊条电弧焊在Q345钢基体表面分别制备了WC–10Co–4Cr复合涂层和04Cr13Ni5Mo合金堆焊层,测量了2种涂层的显微硬度、孔隙率、断裂韧性和表面粗糙度,并对2种涂层的显微组织和耐泥沙冲蚀磨损性能进行了对比研究。结果表明,二者的体积冲蚀磨损率均随时间延长而增加。在低角度冲蚀磨损条件下,复合涂层的耐泥沙冲蚀磨损性能明显优于堆焊层,涂层的硬度和强度是耐泥沙冲蚀磨损的主要影响因素。在高角度冲蚀磨损条件下,2种涂层的耐泥沙冲蚀磨损性能相差不大,涂层的断裂韧性是主要影响因素。WC–10Co–4Cr复合涂层表现出偏脆性材料的冲蚀磨损特性,04Cr13Ni5Mo堆焊层则表现出典型塑性材料的冲蚀磨损特性。     

核电厂小尺寸阀门内壁新型冲蚀减缓技术的研发应用

以WCB钢为基材,采用国产化小型超音速火焰喷涂(HVOF)设备喷涂Ni60镍基合金涂层.通过扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析、显微硬度计测试、拉伸试验、磨粒磨损试验和冲蚀磨损试验,考察了Ni60涂层的组织形貌、微观结构、孔隙率、显微硬度、结合强度、耐磨粒磨损性能和耐冲蚀磨损性能,并对实际小尺寸疏水阀门内壁进行喷涂,分析该工艺的实际可行性.结果表明,所制备的Ni60涂层的孔隙率为(0.27±0.04)％,显微硬度为843 HV(载荷300 g),界面结合强度高达200 MPa以上.该涂层主要由弥散分布着碳化物等硬质相的Ni基固溶体组成,具有比WCB基材更优良的耐磨粒磨损和耐冲蚀性能,其冲蚀失效形式主要为犁沟加塑形变形.小尺寸阀门内壁经喷涂后,表面涂层质量及配合性均符合要求.     

HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层性能及其在硬密封球阀上的应用

为提高金属硬密封球阀的抗磨损和耐腐蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺,在1Cr13不锈钢钢基体上制备了WC-10Co4Cr涂层。测试了涂层与基体的结合强度以及涂层的显微硬度、气孔率、抗磨损和腐蚀等性能。结果表明:WC-10Co4Cr涂层与粉末的相结构基本一致,涂层的显微硬度高,组织结构致密且与基体的结合强度高;另外,WC-10Co4Cr涂层还表现出较好的抗腐蚀性能和优异的抗磨粒磨损性能。生产实践表明,这些球阀密封性能好,开关灵活且耐磨和耐腐蚀性能良好。     

不同电流下超音速等离子喷涂钼-钨复合涂层的性能

将Mo粉和W粉按质量比4:1混合后用超音速等离子喷涂系统在45CrNiMoVA钢表面制备了Mo-W复合涂层。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机考察了不同喷涂电流下所制涂层的微观形貌、成分、物相、显微硬度及耐磨性。结果表明,喷涂电流对Mo-W复合涂层影响显著,喷涂电流为350 A时所制涂层的各项性能最好。电流过大或过小均会导致涂层疏松,孔隙增大。Mo-W复合涂层显著提高了基体的显微硬度及耐磨性。在摩擦磨损过程中涂层和基体表面均生成了一层薄薄的耐磨氧化膜。     

TiC添加量对等离子熔覆Ni60–WC复合涂层性能的影响

在45钢上通过等离子熔覆制备了WC?TiC?Ni涂层,对其物相、显微硬度和滑动摩擦磨损行为进行了分析.结果表明:熔覆层与基体材料之间为冶金结合,熔覆层表面无裂纹和气孔.TiWC2的形成使得熔覆层的显微硬度和耐磨性得到提高.当TiC的添加量为20％(质量分数)时,涂层的平均显微硬度高达1072.5 HV,较WC/Ni熔覆层高了128 HV,此时涂层的耐磨性最好.     

基于BP模型的截齿WC-Co涂层耐磨性预测研究

为提高采煤机械上截齿的耐磨性能,在42Cr Mo钢表面利用超音速火焰喷涂法制备WC-Co涂层。用BP神经网络模型进行WC-Co涂层的耐磨性能的预测,当采用3×8×1的模型结构时,实测结果与预测结果很接近,效果比较好。采用扫描电镜和摩擦磨损试验机进行磨损形貌和磨损性能分析。分析表明,WC-Co涂层的磨损是粘着磨损和磨粒磨损两种机制共同作用的结果。当喷涂粉末丙烷流量32 L/min、喷涂距离290 mm和送粉率34 g/min时,WC-12Co涂层的磨损量较小;当喷涂粉末丙烷流量34 L/min、喷涂距离270 mm和送粉率36 g/min时,WC-17Co涂层的磨损量较小。     

常规超音速和低温超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的断裂韧性

以5~15μm的超细WC-10Co-4Cr粉末为材料,分别采用常规超音速火焰喷涂(HVOF)和低温超音速火焰喷涂(LTHVOF)技术制备WC-10Co-4Cr涂层。借助于扫描电子显微镜、粗糙度测试仪、显微硬度仪和3D形貌仪对涂层的显微结构、粗糙度和显微硬度进行了表征。结果表明:LT-HVOF下WC-10Co-4Cr粒子为微熔化状态,HVOF下WC-10Co-4Cr粒子为半熔化状态;HVOF涂层的主晶相为W2C,LT-HVOF涂层的主晶相为WC;LT-HVOF涂层的粗糙度(Ra约为1.22μm)远低于HVOF涂层的,而显微硬度[Hv0.3=1 316±85]和断裂韧性(KC=3.23MPa·m1/2)均高于HVOF涂层的。HVOF涂层的裂纹沿富Cr带扩展,LT-HVOF涂层的裂纹扩展到WC硬质相时偏转至CoCr黏结相,富Cr带的存在对涂层的韧性有明显降低作用。     

超音速等离子喷涂MoWCu合金涂层的性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了MoWCu合金涂层。利用场发射扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计和球-盘式摩擦磨损试验机考察了涂层的形貌、成分、显微硬度和耐磨性,采用四探针法测量其导电性。MoWCu涂层的显微硬度平均值为486.2 HV0.1,比基体硬度提高1倍,与纯Mo涂层的显微硬度相当,但比MoW涂层的显微硬度略低。MoWCu涂层与基体的结合强度为45.3 MPa,表现为机械结合。MoWCu涂层的导电率为8.83%IACS,比纯Mo涂层高2/5左右。与纯Mo涂层和MoW涂层相比,在相同摩擦条件下,MoWCu涂层的磨损体积最小,摩擦因数最低,主要以粘着磨损为主,同时伴有轻微的氧化磨损。     

高温球阀喷涂Al2O3-TiO2和WC-Co涂层的耐磨粒磨损性能

采用激光等离子喷涂技术在已失效的高温球阀基体材料上制备Al2O3-TiO2与WC-Co金属陶瓷涂层,在摩擦磨损试验机上对涂层的耐磨粒磨损性能进行研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的显微组织结构、磨损表面及其相组进行分析,并采用维氏显微硬度计、WE-50型液压拉伸验机和箱式电热炉对涂层的显微硬度、结合强度及抗热震性进行测试.结果表明,Al2O3-TiO2金属陶瓷涂层的综合性能最好,可以用于失效高温球阀的再制造.     

氩弧熔覆技术制备TiC-TiB_2复合陶瓷涂层力学性能的研究

采用以钨极为电极的氩弧熔覆技术,将钛铁粉、B4C粉为主要原料的合金粉末预置在钢基体表面熔覆,进而得到原位合成的TiC-TiB_2复合陶瓷涂层。采用正交试验优化氩弧熔覆工艺参数,通过布氏硬度仪、洛氏硬度仪检测耐磨涂层的硬度,使用磨损试验机测试涂层的耐磨性。结果表明,TIG焊的最佳工艺参数为:电流强度145 A,氩气流量6L/min,焊接速度120 mm/min;熔覆涂层表面及熔合线硬度明显高于基体,加入Cr、Ni等合金粉末,将提高复合材料熔覆涂层表面及熔合线附近区域的硬度;基体内并不含有硬质相以抵抗磨粒磨损,氩弧熔覆技术制备的陶瓷涂层能显著提高材料的耐磨性~([1-4])。     

超音速等离子喷涂制备Cr_2O_3涂层的显微组织及抗热震性能(英文)

为了研制一种新型连铸结晶器材料,采用高效能超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备了Cr2O3陶瓷涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜、图形软件、彩色3D激光显微镜和显微硬度计对涂层进行了表征及分析,分别在450℃和600℃对涂层进行了热震试验。结果表明,涂层继承了起始粉末的物相,但是Cr2O3的结晶度有所差异;陶瓷涂层表面为良好熔化区和部分熔融颗粒组成的双态组织,涂层断口形貌为典型的片层状组织,涂层截面可见均匀分布的富铬带。涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为4.763μm,Vickers显微硬度为1 628 MPa。试样在450℃和600℃分别经历了均值为127.4和58.6次热震循环后,其半球顶端出现大面积剥落,但圆柱主体部分完好,表明Cr2O3陶瓷涂层具备良好的抗热疲劳性能,超音速等离子喷涂适合于结晶器铜板表面涂层的制备。     

Microstructure and Thermal Shock Resistance of Cr2O3 Ceramic Coatings Deposited by Supersonic Atmosphere Plasma Spraying

为了研制一种新型连铸结晶器材料,采用高效能超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备了 Cr2O3陶瓷涂层。使用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、图形软件、彩色 3D 激光显微镜和显微硬度计对涂层进行了表征及分析,分别在 450 ℃和 600 ℃对涂层进行了热震试验。结果表明,涂层继承了起始粉末的物相,但是 Cr2O3的结晶度有所差异;陶瓷涂层表面为良好熔化区和部分熔融颗粒组成的双态组织,涂层断口形貌为典型的片层状组织,涂层截面可见均匀分布的富铬带。涂层孔隙率为 1.2%,表面粗糙度为 4.763 μm,Vickers 显微硬度为 1 628 MPa。试样在 450 ℃和 600 ℃分别经历了均值为 127.4 和 58.6 次热震循环后,其半球顶端出现大面积剥落,但圆柱主体部分完好,表明 Cr2O3陶瓷涂层具备良好的抗热疲劳性能,超音速等离子喷涂适合于结晶器铜板表面涂层的制备。     

超音速火焰喷涂碳化钨-钴铬涂层替代电镀硬铬的研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺在300M钢基体上制备了WC-CoCr涂层,研究了其显微结构、显微硬度、相组成、耐磨性和耐蚀性,并与300M钢电镀硬铬试样进行了性能对比。研究结果表明,HVOF工艺制备的WC-CoCr涂层性能优良,耐磨性和耐蚀性优于电镀硬铬镀层,可以替代电镀硬铬作为耐磨涂层使用。     

纳米稀土对超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的改性研究

利用超音速火焰喷涂技术在45~#钢上制备了3种不同纳米稀土含量的WC-10Co-4Cr涂层,通过X射线衍射仪和扫描电镜对涂层进行物相成分及组织形貌进行分析,测定了涂层的孔隙率、结合强度、显微硬度和电化学腐蚀性能,研究纳米稀土对WC-10Co-4Cr涂层的改性作用。结果表明:适量纳米稀土的加入会使WC-10Co-4Cr涂层的孔隙率显著降低,结合强度和显微硬度大幅度地提高,且掺入纳米稀土改性剂可以有效地抑制WC颗粒的氧化脱碳,细化组织结构,净化晶界,提高涂层的耐腐蚀性能。     

金属-陶瓷复合涂层的组织与磨损性能研究

利用等离子喷涂方法制备出Ni60+Ni/WC金属陶瓷复合涂层,分析了复合涂层的微观组织,采用自行设计并制造的多用磨损试验机,研究了金属陶瓷复合涂层的磨损性能。研究发现加入适量的Ni/WC,可以提高涂层的耐磨性,复合涂层磨损失效形式为微观切削、犁沟塑性变形、微观断裂(剥落)磨损和疲劳磨损机理。     

镁合金表面纳米Al2O3陶瓷涂层的制备及耐磨性研究

采用热化学反应法在MB2镁合金表面制备了含有纳米Al2O3粒子的陶瓷涂层。采用XRD分析了微米Al2O3陶瓷涂层和纳米Al2O3陶瓷涂层的相结构,并测试了这两种涂层的耐磨性及耐热冲击性。结果表明,微米级Al2O3陶瓷涂层磨粒磨损及黏着磨损耐磨性相对于镁合金基体分别提高了14%及47%,且涂层中有新相MgMnSiO4生成;纳米Al2O3陶瓷涂层耐磨性及耐热冲击性优于以微米粒子制备的陶瓷涂层,磨粒磨损及黏着磨损耐磨性相对于基体分别提高了55%及100%,涂层中产生新相Mg2SiO4和Al2SiO5。     

高速电弧喷涂LX88A涂层的抗磨粒磨损性能

采用高速电弧喷涂工艺在Q235钢上制备了LX88A涂层。用X射线衍射研究了涂层的相组成,用扫描电子显微镜对涂层的显微结构和磨损后的形貌进行了分析,测试了涂层截面的结合强度和显微硬度,在MLS-225型湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机上研究了涂层的抗磨粒磨损性能。结果表明,LX88A涂层的显微硬度平均值为1123.3HV(测试力0.98N),其组织是在铁基体上弥散分布着一定量的Al2O3、Fe2B、TiB2等硬质颗粒;相对于16Mn钢,LX88A涂层的抗磨粒磨损性提高了13倍。     

用于铝合金零件表面强化的Ni-SiO2-MoS2复合镀层的研究

在2A12铝合金基体表面制备了Ni-SiO_2-MoS_2复合镀层,拟对铝合金零件进行表面强化。测试了镀层的形貌、成分及结合力,观察了基体与镀层表面的硬度压痕和磨损面形貌,并比较了基体与镀层的显微硬度及耐磨性。结果表明:镀层表面比较平整,无孔洞等缺陷,镀层中Ni、Si和Mo的质量比为92.23∶7.08∶0.69。镀层与基体之间结合牢固。镀层表面的硬度压痕较浅,其显微硬度在4 736～5 137MPa范围内,显微硬度是基体的10倍以上。镀层具有较好的抵抗局部塑性变形的能力及耐磨性。