丝电爆炸喷涂方法用于管内壁钼涂层的制备

开发一种管内壁连续丝电爆炸喷涂装置,在不锈钢管内进行钼丝的电爆炸喷涂试验,分析不同能量密度下涂层的表面形貌以及与基体的结合形态.结果表明,涂层主要是由爆炸产物中熔融液滴直接撞击基体表面形成.随着能量密度的提高,涂层由液相堆积层向液相喷涂层转变;进一步增大能量密度E,当E>350 J/mm3时,熔融金属粒子尺寸减小,温度增高,冲击速度变大,从而获得表面平整喷涂层,该类型涂层与基体结合强度高,但爆炸产物中的气相粒子份额增多,涂层的沉积率降低.     

腔内约束电热爆喷涂涂层的形成

在内径为7 mm的聚乙烯爆炸腔进行钼丝的电热爆喷涂试验,用扫描电镜观察涂层的表面和截面形貌、涂层厚度,分析涂层与基体的结合情况.结果表明,爆炸腔内钼丝的爆炸产物在基体上会形成一个喷涂圆面,由中心涂层区和外围粘结层组成.中心涂层区在喷涂距离5～8 mm时,所得涂层致密、厚度均匀,与基体结合良好,局部界面附近存在元素扩散现象;外围粘结层随喷涂距离的增大而消失.大面积喷涂层可由单个喷涂圆面的合理搭接来形成,通过多次喷涂可增加涂层的厚度.     

电学参数对电爆炸喷涂高碳钢涂层性能的影响

在铝合金圆筒内表面进行了相同喷涂能量密度而不同电压与电容组合下电爆炸制备高碳钢涂层的实验.通过对高碳钢丝上的能量加载情况进行分析,并利用扫描电镜、维氏硬度仪等检测手段对涂层进行研究.结果表明:当喷涂能量密度一定时,低电压、高电容组合中用于高碳钢丝爆炸喷涂的能量较多,所制备的涂层平均厚度、表面粗糙度和平均硬度均较小;高电压、低电容组合中用于高碳钢丝爆炸喷涂的能量较少,所制备的涂层平均厚度、表面粗糙度和平均硬度均较大.     

电爆炸喷涂技术用于模具表面强化的研究

采用电爆炸喷涂技术,将商用材料2Cr13喷涂在生物质能材料固化颗粒成形模具表面,通过对涂层进行扫描电镜、能谱分析、强度试验可知,2Cr13经电爆炸喷涂技术在模具表面形成的涂层致密、无微裂纹、空洞较少、合金元素烧损少、与基体结合强度高。将这种经电爆炸喷涂强化后的生物质颗粒成形模具用于生产考核,寿命可提高一倍。试验与生产考核的结果为人们采用普通钢+电爆炸喷涂表面强化工艺代替用昂贵的模具钢来制作模具提供了依据。     

爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响

目的 研究爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响规律,进一步提升铝合金表面AlCuFeSc准晶涂层的性能。方法 采用爆炸喷涂工艺制备准晶涂层,以正交试验方法对爆炸喷涂氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率3个影响涂层性能的关键参数进行优化。借助显微硬度计、拉力试验机研究涂层的力学性能。采用SEM、XRD、EDS等手段表征粉末及涂层的微观物相结构。结果 在试验参数范围内,以涂层的表面硬度和结合强度性能为主要判定指标,各因素对涂层性能的影响从大到小依次为氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率。综合考量涂层表面硬度和结合强度2个指标,得到了AlCuFeSc涂层的最佳制备工艺,氧燃充枪比为56%,喷涂距离为210 mm,喷涂频率为1次/s。在该最佳工艺参数下制备的准晶涂层致密且与铝合金基体结合良好,涂层表面硬度为583.4HV0.3,结合强度为63.24 MPa,孔隙率为0.648%,准晶相的含量为69%。结论 采用最佳工艺参数制备的AlCuFeSc准晶涂层相较于非最佳工艺参数喷涂涂层,其性能得到较大提高,可为未来准晶涂层的应用提供参考。     

铝合金基体电热爆炸喷涂钼涂层的制备工艺与性能

采用电热爆炸喷涂技术在铝合金基体上制备钼涂层,用SEM、划痕仪、显微硬度计、表面粗糙度仪、微磨损试验机等表征了涂层性能。借助正交试验方法分析了钼涂层制备中各工艺参数对涂层质量的影响,确定了最佳工艺参数。结果表明:用电热爆炸喷涂方法制备的钼涂层均匀致密,孔隙率低;涂层与基体形成冶金结合,结合强度高;涂层硬度为基体的4.9倍,体积磨损量仅为基体的11.2%,耐磨性大幅增加。电爆炸喷涂的工艺参数中,对涂层质量和结合力影响最大的是喷涂距离,其次是喷涂次数,影响最小的是喷涂电压。     

粉末电热爆炸喷涂方法制备钼涂层的工艺试验

利用粉末电爆喷方法制备涂层的过程中,爆炸产物粒径的大小分布对所形成的涂层质量和均匀性有重要影响。采用自主开发的连续粉末电爆喷涂设备,改变粉末涂敷量和初始充电电压等工艺参数,在304不锈钢基体上进行钼粉电爆炸喷涂试验,得到不同工艺参数下的钼涂层。通过分析其表面和截面的组织,研究了电热爆炸喷涂的工艺参数与爆炸产物粒径的大小分布之间的相关性。结果表明:初始电压和粉末涂敷量对爆炸产物粒径的分布均有影响。初始电压由小升大的过程中,产物粒径大小总体上先减小后增大,初始电压过高还会发生沿面放电现象。粉末涂敷量由少变多,产物粒径大小总体上增大。     

管约束钼丝电爆喷涂涂层特性

采用连续送丝的管约束电爆喷涂方法,进行钼丝的电爆喷涂实验,分析不同初始充电电压和喷涂距离所得涂层的结合强度,以及涂层表面形貌和截面特征。结果表明:在一定的喷涂距离范围内,可获得完全由液态金属撞击基体表面形成的液态喷涂层。根据VDI3198检测标准,液态喷涂层的结合强度属于HF-1～HF-3级。随着喷涂距离的增加,喷涂材料中掺杂的固相颗粒增多,所得涂层的结合强度变小。初始充电电压升高,获得液态喷涂层的最大喷涂距离减小。     

电爆过程中能量密度与爆炸产物变化的关系

电爆应用于材料喷涂有独特优势.电爆过程中爆炸产物的特性及其演变直接影响涂层质量.利用高压电场中金属丝段电爆方法,通过改变初始充电电压和金属丝的直径,调节沉积在金属丝上的能量密度,进行系列电爆试验;同时,利用探针收集电爆过程中的产物并进行显微分析.结果表明,金属丝电爆最初产物中含有液相和气相,随着膨胀距离的增大转变为固相.当基体处在爆炸产物未凝固的膨胀距离内,可得到液相喷涂层或气相喷涂层.提高能量密度可以提高产物中气相的膨胀距离,同时减少产物中液相成分所占比例.当能量密度大于125 J/mm3,爆炸产物中液相成分可达5%,气相膨胀距离约为9.5 mm.     

φ2mm丝材电弧喷涂系统的工艺参数和涂层性能研究

本文比较详细地研究了φ2mm丝材电弧喷涂系统的工艺参数稳定性和几种丝材的涂层性能．实验结果表明，与φ3mm丝材电弧喷涂相比，φ2mm丝材喷涂具有较好的工艺稳定性，喷涂规范参数选择范围宽，涂层的表面粗糙度和孔隙率降低，涂层显微组织更致密，涂层抛光性能好．本论文之后，作者已将φ2mm丝材喷涂系统比较成功地应用到电弧喷涂制造塑料加工模具工艺中．