冷喷涂Al基复合涂层的制备及耐蚀性能研究

铝合金以其轻量化特性及优异的耐腐蚀性能得到广泛应用.冷喷涂技术具有低温高速沉积的特点,是制备铝防腐涂层的有效方法.采用机械混合的方式制备了铝基-陶瓷相混合粉末,并通过冷喷涂在Al1060表面制备了Al5056,Al5056-Al2O3,Al5056-SiC,Al5056-WC 4种涂层.通过 Image-Pro Plu...     

低压冷喷涂铝涂层微观结构与沉积特性研究

低压冷喷涂技术是一种不同于高压冷喷涂技术的新型喷涂工艺。本文以体积比为3:7的氧化铝粉末和铝粉的混合粉末为原料,以压缩空气为工作气体,利用低压冷喷涂设备在Q235钢基体上制备Al涂层,研究了温度、喷距、送粉速率和喷嘴横向移动速度等工艺参数对涂层沉积效率的影响。采用光学显微镜、扫描电镜,研究了涂层的微观结构和沉积特性。实验结果表明:在工作气体压力保持0.6 MPa不变的情况下,温度400℃、喷距25 mm、送粉速率为30—40 g/min、喷嘴横向移动速度4.0 m/min时,铝涂层沉积效率最佳;同时Al2O3陶瓷相的加入有利于涂层的沉积。     

冷喷涂NiCoCrAlY高温合金防护涂层性能研究

在600℃、2.3 MPa压力和氦气环境下用冷喷涂技术制备了NiCoCrAlY涂层。在600℃下对涂层进行了热处理,用扫描电镜(带能谱仪)、显微硬度测试仪分析了热处理前后涂层微观形貌及显微硬度。结果表明,用冷喷涂技术可以制备出结构致密的NiCoCrAlY涂层,热处理后的涂层变得更加致密,显微硬度有了明显的提高。     

冷喷涂制备复合材料涂层研究现状

鉴于目前冷喷涂技术制备复合材料涂层受到国内外越来越多学者的关注,本文在大量文献分析的基础上对冷喷涂制备复合材料涂层进行了分类和总结。首先,探讨了喷涂前粉末准备和喷涂工艺参数对复合材料涂层的影响;其次,归纳了冷喷涂制备的金属-金属、金属-陶瓷、金属-金属间化合物以及纳米复合材料涂层等研究成果;最后,分析了冷喷涂制备复合材料涂层的应用前景和当前存在的主要问题。     

热/冷喷涂典型抗空蚀涂层结构与性能研究

冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜/扫描电镜、显微硬度计、超声波空蚀试验机、三维轮廓仪等设备,表征了涂层的微观结构、力学性能及抗空蚀性能,分析了涂层的空蚀破坏形貌及机理,并与超音速火焰(high-velocity oxygen-fuel, HVOF)喷涂制备的WC类典型抗空蚀涂层(WC-Co-Cr和WC-Cr₂C₃-Ni)进行了对比。结果表明,冷喷涂CuAl9Fe1涂层的平均孔隙率为1.4%,平均显微硬度为3126 MPa,平均结合强度为32.3 MPa,空蚀6 h的空蚀深度为4.988μm;与之相比,HVOF喷涂的WC-Co-Cr和WC-Cr₂C₃-Ni涂层的平均孔隙率分别为0.7%和1.6%,平均显微硬度分别为10 065和10 094 MPa,平均结合强度分别为84.2和73.5 MPa,空蚀6 h...     

高强钢冷喷涂铝锌复合涂层性能研究

采用冷喷涂技术在高强钢(300M)表面制备铝锌复合涂层作为抗腐蚀涂层.利用扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、显微硬度测试仪研究涂层的微观形貌结构及显微硬度;综合涂层中性盐雾加速实验及户外暴晒实验结果并与300M基材进行对比,对涂层的抗腐蚀性能开展全面评价;考核冷喷涂后对300M钢基材疲劳性能影响.结果表明:冷喷涂铝锌复合涂层结构致密,平均孔隙率为0.8％,显微硬度为59.8HV0.025,中性盐雾实验1000h时无腐蚀,即使涂层破损也可以达到770h,户外大气暴晒实验12个月后涂层表面无腐蚀发生,冷喷涂后对300M钢基材的疲劳性能没有影响.     

镁合金防腐用冷喷涂技术

冷喷涂防腐是一项革命性技术,借助这项技术可直接、就地在镁合金上生成厚的铝镀膜达到降低或排除常见或电腐蚀造成的危害。这项技术有望克服原有镁合金防腐技术的缺点,从而有助于将镁用于汽车的外部元件。     

冷喷涂WC-Co涂层的组织结构和性能研究

以微米WC-12Co、纳米WC-17Co和WC-23Co三种团聚烧结粉末为原料,进行冷喷涂沉积涂层实验,通过扫描电镜、X射线衍射仪分别分析了涂层的组织结构和相结构,运用压痕法测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销-盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能.实验表明,三种粉末所沉积的WC-Co涂层均具有致密的组织结构,涂层保持与原始粉末相同的相结构,黏结相Co由于强烈塑性变形发生了同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC硬质相发生了局部流动和再分布.对于纳米WC-Co涂层,随着黏结相含量增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,相对于316L不锈钢,冷喷涂WC-Co涂层表现出了优异的耐磨损性能,涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用.     

冷喷涂铜涂层研究进展

冷喷涂技术自其发现,就在制备致密金属涂层方面表现出突出的优势,但有时候涂层性能并不能满足工业需要。鉴于此,以被广泛关注的纯铜为例,主要综述了近年来国内外冷喷涂铜涂层的工艺与性能特征,讨论了4种后处理工艺对冷喷涂铜涂层组织及性能的影响,并给出了冷喷涂铜涂层在主要领域的应用,最后对冷喷涂制备纯铜仍然存在的难题与解决策略进行了分析展望。     

镁合金微弧氧化/空气喷涂复合膜层的耐盐雾腐蚀性能

为了进一步提高AZ31B镁合金的耐腐蚀性,在Na2SiO3电解液体系中,通过微弧氧化直流脉冲电源在其表面制备了微弧氧化膜,再在微弧氧化膜层上喷涂纳米陶瓷涂料层.利用盐雾腐蚀试验研究了微弧氧/涂料复合膜层的耐腐蚀性,采用SEM、XRD等研究了复合膜的组成和结构.结果表明:复合膜层表面均匀,其耐腐蚀性明显高于微弧氧化膜层,...     

ZM5镁合金TIG焊接接头组织与力学性能

采用TIG焊对ZM5镁合金进行焊接,利用光学显微镜、显微硬度仪和拉伸试验机对ZM5镁合金接头的组织特征和力学性能进行研究。结果表明:ZM5合金TIG焊接接头是由热影响区、部分重熔区和焊缝组成。热影响区组织是由初生α-Mg相基体和主要分布在晶界上的α-Mg+β-Mg17Al12共晶相组成;部分重熔区中共晶相不仅大量析出在晶界上,在晶内也呈现出较均匀的弥散析出,而且其β-Mg17Al12相出现显著长大;焊缝组织则是典型的树枝晶形貌,枝晶为初生α-Mg相,枝晶间是α+β共晶相。组织形貌的差异导致接头各区域有着不同的显微硬度,也使得接头的抗拉强度和塑性都低于母材。     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的性能研究

利用扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM等手段分析了LY12铝合金微弧氧化膜的组织形貌,对氧化膜硬度、成膜合金的弯曲强度以及油润滑条件下氧化膜的摩擦学行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜的致密层由单晶和多晶的γ-Al2O3构成,晶粒大小可达几百纳米.氧化膜具有很好的韧性,其弹性恢复可达45%,远高于铝合金.随着氧化膜厚度的增加,成膜合金的弯曲强度逐渐升高,电流密度对弯曲强度的影响不大.在油浸泡条件下,氧化膜摩擦系数和磨损量较干摩擦条件下显著降低.     

ZM6铸造镁合金微弧氧化膜层性能研究

针对ZM6铸造镁合金,为获得综合性能优异的陶瓷膜层,在硅酸钠和氢氧化钠的碱性溶液中,用双向脉冲电源进行微弧氧化处理。采用环境扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)研究陶瓷膜层微观形貌及组成,采用拉伸法、中性盐雾试验、轴向加载疲劳试验等方法研究附着力、耐蚀性及疲劳性能等。结果表明:陶瓷膜层大致由表层疏松层、中间致密层以及内部过渡层组成,表层疏松多孔,过渡层与基体紧密结合。陶瓷层与基体结合好,附着力大于50MPa;微弧氧化处理后,大幅度提高合金耐腐蚀性能,中性盐雾大于336h;陶瓷膜层使基体疲劳性能降低18%。     

电弧喷涂Al,Zn涂层和Al-Zn伪合金涂层的磨损性能

采用电弧喷涂制备了Al涂层、Zn涂层和Al-Zn伪合金涂层,在Falex试验机上测试了3种涂层的磨损性能。利用扫措电镜（SEM）、X－射线衍射分析（XRD）、能谱分析（EDX）等手段,地试样磨痕形貌及悄进行了分析。结果表明：Al涂层的磨损主要为粘着磨损和磨粒磨损,Zn涂层的磨损主要为氧化磨损,Al-Zn伪合金涂层的磨损兼有Al,Zn2种涂层磨损特征,但更接近于Zn涂层的磨损机理。3种电弧喷涂层中,Zn涂层的耐磨性能优于其他2种涂层,Al-Zn伪合金涂层的耐磨性能介于两者之间,但更接近于Zn涂层。在140℃以下,温度对3种涂层的磨损性能影响不显著。     

镁合金纳米TiO2/Ni-P化学复合镀层的制备与性能研究

M—P／纳米TiO2颗粒复合镀层可在提高硬度的同时增强镁舍金的耐腐蚀性。本工作以硫酸镍为主盐对镁合金进行了纳米TiO2／Ni—P复合镀，并用金相法、扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、动电位扫描等手段研究了其性能，并优化了施镀条件。结果表明，以硫酸镍为主盐可在镁合金基底上制得致密、厚度均匀、与基体结合良好的纳米TiO2／Ni—P复合镀层；复合镀层的硬度比无纳米合金镀层显著提高，但纳米颗粒加入量超过2g／L后镀层表面硬度几乎不再随加入量变化；复合镀层和合金镀层的耐腐蚀性都比基底镁合金高得多；纳米复合镀可提高镍磷合金镀层在3．5％NaCl溶液中的耐蚀性，而加入过多的纳米颗粒可以使复合镀层的耐蚀性降低。     

Cu调控的TiN-Cu纳米复合膜包覆钛合金的抗菌性研究

利用磁控共溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面包覆氮化钛-铜纳米(TiN-Cu)复合膜,并通过控制Cu靶溅射功率实现对TiN-Cu薄膜中Cu含量的调节,进而实现对材料耐蚀性和抗菌性的协同调控。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、能谱仪分析了包覆TiN-Cu纳米复合膜的钛合金的表面形貌、相结构、元素成分及价态,并在模拟体液条件下测试了该材料的耐腐蚀性能,通过体外抗菌实验评价了Cu含量对材料抗菌性的影响。结果表明:通过在Ti6Al4V表面包覆TiN-Cu纳米复合薄膜显著增强了材料的抗菌性;并抑制了有毒性的V⁴⁺、Al³⁺离子在体液中的释放。Cu靶溅射功率升高在提高TiN-Cu薄膜中Cu含量和薄膜沉积速率的同时,也导致了薄膜中大量柱状晶体结构的生成,加速了薄膜的腐蚀,但提高了抗菌性。综上,合理调控Cu的含量是协同提升TiN-Cu薄膜的耐腐蚀性及抗菌性的关键。