等离子喷涂CuAlNi/hBN涂层与钛合金的界面扩散及表面氧化性能

采用离心喷雾造粒、手工包覆法制备了CuAlNi/hBN(hexagonal boron nitride)复合粉体,并采用大气等离子喷涂技术制备了CuAlNi/hBN复合涂层。采用SEM和EDX对涂层的结构和性能进行了表征,结果表明:CuAlNi/hBN复合涂层为层状结构,涂层和基体间结合良好。700℃时,涂层中的Ni和Cu元素向钛合金基体中进行了少量的扩散,随着温度升高到800℃,涂层中大量的Cu、Al、Ni均向钛合金发生了扩散。在700℃时,涂层表面发生了少量的氧化,随着温度升高到800℃,整个涂层均发生了氧化,涂层表面氧化层从外到内分为两层,外层为Cu+Cu O层,内层为Cu O+Al2O3层。     

钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展

介绍了钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的研究进展,主要从钛合金表面等离子喷涂陶瓷材料耐磨涂层、固体润滑减摩涂层、生物活性涂层、功能涂层等几方面进行了简要的介绍。并对钛及钛合金表面等离子喷涂涂层材料的发展趋势进行了展望。     

等离子喷涂钼涂层的工艺性能研究

在45钢基材上用等离子喷涂方法制备纯钼涂层,对不同工艺参数下制得的涂层进行了性能、SEM分析.结果表明,涂层的工艺性能与喷涂工艺参数有密切关系.不同喷涂电流下,涂层的显微硬度与涂层孔隙率成反比例关系,而孔隙率又是随电流的增大先增加后减小的.工作气体的流量在25～45L/min时,喷涂粉末沉积效率最高.送粉量过大则气孔率增大,降低了涂层之间的粘结强度和涂层的显微硬度;过小则粉末沉积效率降低.     

热喷涂涂层的重熔后处理工艺研究进展

热喷涂涂层呈典型的层状结构,孔隙度较高,且与基体结合为物理结合,难以适应较恶劣的环境,这限制了它的应用范围及使用寿命.重熔处理可以改善涂层与基体间的结合强度和涂层内在质量,提高涂层使用性能.综述了各种涂层重熔处理新工艺的研究现状,介绍了重熔后的组织和性能,分析比较了各工艺的不同,以期促进该技术的发展,指导实际应用,并展望了其推广应用的前景.     

钛合金表面等离子喷涂制备ZrO2—Ti系功能梯度涂层

研究了等离子喷涂法制备ＺｒＯ２－Ｔｉ系功能梯度涂层。结果表明，采用等离子喷涂工艺制备功能梯度涂层是可行的，涂层与基体除以机械咬合方式结合外，还存在着少量冶金化学化学反应结合，添加Ｎｉ／Ａｌ和ＳｉＯ２有助于提高涂层的结合强度。     

等离子喷涂CuAl/hBN的表面氧化及与钛合金的界面渗透性能

采用等离子喷涂设备在钛合金表制备了CuAl/hBN涂层,对该涂层的显微结构、表面氧化及与钛合金的界面渗透性能进行了研究,结果发现：CuAl/hBN涂层呈典型的层状结构,各层间结合良好。涂层经800 ℃恒温氧化30 min后,表面从外到内分为Cu和CuO、CuO、CuO和Al2O3三层,涂层中的Cu、Al均向钛合金基体渗透,渗透深度约为5~10 μm,并在富Cu区域中形成了Ti-Cu合金。     

钛合金铸造用金属铸型研究

金属型工艺因具有模具加工污染小、可多次反复使用、生产效率高、批量生产时铸件成本低,以及铸件尺寸稳定、精度高等特点,被认为是钛合金铸件生产中最具潜力的工艺之一。然而,金属型工艺的激冷作用较强,导致成形的钛合金铸件表面含有冷隔、流痕等缺陷,且金属型工艺的使用寿命较短,限制了该工艺的广泛应用。经研究表明,在铸型内腔涂敷一层涂层可以有效地解决上述问题。基于此,本文结合钛合金用金属型铸型材料的界面导热特性,研究了涂层制备工艺及其对钛合金铸件表面质量的影响。最终确定了最佳的钛合金金属型铸造工艺,显著地提高了钛合金铸件的批量生产。     

热喷涂涂层在垃圾焚烧电站锅炉管上的应用

我们正在开发一种用于垃圾焚烧电站锅炉管上的，具有较高耐蚀性能的喷涂涂层方法。作为这种开发的第一步，我们试验了等离子喷涂涂层的耐蚀性能。基于这种结果，已经开发了一种爆炸喷涂方法，以提高锅炉管喷涂涂层的耐腐蚀性能和节省生产成本。主要的结果如下：使用自熔合金材料的等离子喷涂方法，在实际电厂中有足够的耐腐蚀性。不过这种涂层需要随后的熔融处理工序；用爆炸喷涂工艺制备的以50Ni-50Cr材料作为底层，Cr材料作为面层的双层涂层在实验室试验中呈现出了较好的抗腐蚀性能，该涂层无须熔融处理就能使用；上述双层涂层系统已在实际电厂中试验过，该电站已运行了两年而无任何问题，涂层的锅炉管象预期的一样具有较长的使用寿命。     

界面温度对等离子喷涂金属—陶瓷涂层附着性能的影响

金属－陶瓷涂层主要作为热障涂层（ＴＢＣ）工艺广泛应用于工业化用途,等离子喷涂是制造ＴＢＣ最常用的工艺。常规的热障涂层包括一层金属粘合底层和一层隔热陶瓷面层。分层涂层或者功能递变型涂层也已经用来解决等离子喷涂的常规ＴＢＣ早期脱落的问题。等离子喷涂时的温度及其梯度,特别是刚与基体表面碰撞时的粉粒的温度对涂层质量具有重要的影响。当喷涂象金属与陶瓷那样的不同材料时,该因素的影响显著增强。在本研究中,是将金属－陶瓷涂层涂覆到金属基体上。用光学高温计测量界面温度,用热电偶测量基体温度。涂层的结合情况用标准的ＡＳＴＭ试验测定,并与测量的温度有关。结果表明,在一般情况下,具有较低附着值的涂层是那些具有较低界面温度的涂层。     

等离子喷涂钼的氧化行为与性能分析

为了研究涂层的表面硬度和结合强度与钼的氧化行为之间的关系,对纯钼粉进行大气等离子喷涂.利用Neopnoat型光学显微镜对涂层微观组织进行分析,在万能材料实验机上对涂层结合强度进行测定.结果表明,等离子喷涂钼粉过程中部分钼被氧化,一方面,钼氧化时释放一定的热量,使涂层局部产生高温引起冶金结合,提高涂层结合强度;另一方面,在钼涂层中形成弥散分布的氧化物,提高涂层的硬度及抗粘着磨损的能力.     

Hot spray technology of TA7 titanium alloy coated by molybdenum and its bonding strength

A kind of surface modification test was introduced, by which plasma spray in argon atmosphere with CNC4500 system was applied for TA7 titanium alloy to be coated with molybdenum, and technology to produce metallurgical bonding at interface of coating and base meal was tested by heating in vacuum condition for diffusion after hot spray. With the help of scan electron microscope analysis （SEM）, the effect of argon inlet pressure and heating temperature on coating structure as well as product of diffusion layer were studied. The glued tensile test method was used to measure bonding strength of base metal to coating. The result has shown that both argon inlet pressure and heating temperature exert some effect on coating structure and the width of diffusion layer. A bonding strength of base metal to coating which is greater than molybdenum coating itself may be attained and can be controlled in more than 50 MPa level with tested hot spray technology.     

钛合金蜂窝夹层结构钎焊界面的价电子结构分析

对TC1钛合金蜂窝夹层结构试件的钎焊界面组织进行观察、分析确定界面生成相的晶体结构,采用EET理论中BLD方法和平均原子模型,计算分析了钎焊界面价电子结构.从原子间结合力的角度分析了钛合金蜂窝夹层结构钎焊界面的价电子结构,探讨了界面结构与力学性能的本质关系.钎焊过程中界面处生成了六方晶体结构TiNi₃(Cu,Zr)化合物和体心立方结构Ti(Ni,Zr,Cu)相.从原子间成键角度,最大共价电子数和晶格电子数分别反映了晶体的强度和塑性.TiNi₃(Cu,Zr)化合物和Ti(Ni,Zr,Cu)相的最大共价电子数分别为0.055 8和0.303 7,晶格电子分别为0.993 5和1.392 8,而界面处基体的最大共价电子数和晶格电子数分别为0.305 9和1.397 3.因此,与TiNi₃(Cu,Zr)化合物相比,Ti(Ni,Zr,Cu)和钛固溶体晶胞不仅具有较高的强度,还具有相对良好的塑性,而TiNi₃(Cu,Zr)化合物相的存在和连续分布不利于钎焊界面的强度和塑性.     

Laser cladding of titanium alloy coating on titanium aluminide alloy substrate

1　INTRODUCTIONInthedesignandmanufactureofaviationindus try ,differentpartsoftheaircraftengineshouldmeetthedifferentrequirementsonoperatingtemperatureandserviceperformance .Thesoundbondofdissimi laralloysisthekeytechniquefordevelopingnovele quipmentsandimprovingtheirintegralperformance .Lowdensityandexcellenthigh temperaturepropertiesofTiAlalloysmakethem promisinghigh temperaturestructuralmaterials .Successfuljoiningofthesematerialswillincreasetheirutilityinengineer ing[1,2 ] .Somejoinin…     

镁合金表面电弧喷涂纯铝的界面特性研究

采用电弧喷涂技术对ZK60和AZ91两种镁合金表面喷铝,为了提高界面结合性能,对喷后样品进行了真空条件下450℃保温2h和250℃真空热压1h两种不同的后处理,结果表明:两种处理工艺都能一定程度的提高界面性能,但是前一处理工艺基体晶粒显著长大,后一处理工艺则对基体的影响较小,并且同时改善了涂层自身的性能.     

钛及钛合金表面转化膜的应用及发展

对钛及钛合金的表面转化膜处理技术进行了综述,主要包括化学氧化、阳极氧化、硅烷化、磷酸盐转化等。阐述了各种处理方法的工艺过程及其作用效果,分别指出了各种方法的优缺点。同时展望了其今后的应用及发展前景。     

钛合金表面电火花沉积WC电极的粘连行为分析

电火花沉积工艺具有热输入小,工件变形小,操作简单方便,适于现场操作等特点,在航空、航天、能源、核工业、医疗机械等各个领域都得到了广泛应用.针对目前关于电火花表面沉积的许多理论问题还不是很清楚这一情况,研究了在TC1合金基体上采用WC电极沉积时的WC电极的表面粘连现象,以及沉积时间对电极粘连程度的影响.分析表明,粘连在阳极表面的合金化金属层是多层结构,这是在电火花强化过程中,通过旋转电极与基体之间间断的或多次的"阳极粘连"后产生的.电极粘连程度随时间增加而加重,该层由Ti、W、C、Al等元素组成,该层中发生了冶金反应,生成了TiC.     

Ti-17钛合金扩散连接界面特征及接头剪切强度(英文)

研究不同连接时间下Ti-17钛合金扩散连接界面特征及接头剪切强度。结果表明,随着连接时间的延长,连接界面平均空洞尺寸逐渐减小,空洞数量增加至最大值后逐渐减少。具有锯齿状边缘的不规则空洞逐渐转变为具有平滑表面的椭圆形空洞以及细小的圆形空洞。当连接时间为60 min时连接界面上形成了跨连接界面的晶粒。接头剪切强度随着连接时间的延长而增大,当连接时间为60 min时,接头剪切强度达到最大值,为887.4 MPa。尽管塑性变形的作用时间很短,但是对促进空洞闭合以及提高接头剪切强度的作用显著。     

钛合金表面离子束增强沉积的Cr和CrMo合金膜层及其性能

利用多功能离子束增强沉积(IBED)设备，在Ti6Al4V钛合金表面制备Cr和CrMo合金膜层，以提高钛合金表面的耐磨性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、辉光放电光谱仪和显微硬度计分析和测试了IBED膜层的结构、形态、成分分布、硬度和膜基结合强度的大小。利用球一盘磨损试验机和电化学综合测试仪研究了IBED膜层的摩擦学性能和电化学腐蚀特性。结果表明，利用IBED方法可以在难镀材料钛合金表面制备膜基结合强度高、结晶致密和晶粒尺寸达纳米级的高硬度Cr膜和CrMo合金膜层，显著提高了钛合金表面的抗磨性能，且膜层本身有很好的耐Cl^-介质环境电化学腐蚀性能，与钛合金基体之间有很好的接触腐蚀相容性。     

钛合金表面反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层

利用自制的电火花沉积充气密闭式保护装置和DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在TC4钛合金表面上反应电火花沉积制备了TiN/Ti复合涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子仪(XPS)分析了涂层的组织、物相和元素组成,利用显微硬度计测定了涂层的显微硬度,利用自制磨损试验装置对比涂层与淬火W18Cr4V高速钢的磨损性能.结果表明,涂层与基体形成良好的冶金结合,涂层主要由钛和反应合成的TiN组成,涂层的平均显微硬度可达1 388 HV0.1,是基体硬度的6倍以上,涂层具有较好的耐磨性.

Abstract：

TiN/Ti composite coating was deposited on TC4 titanium alloy substrate with the self-made special gas-filled-closed electric-spark deposition device and electric-spark deposition machine modeled DZ-1400, the industry pure titanium (TA2) was used as electrode and the industry pure nitrogen gas as shielding and reacting atmosphere. The microstructures, interfacial behavior, phase and element in the coatings were investigated by scanning electronic microscope, X-ray diffraction and X-ray photo spectrum. The microhardness of coatings was tested and its wear-resistance property was tested by the self-made abrasion machine and compared with Wi8Cr4V rapid steel treated by quenching. The results show that an excellent bonding between the coating and substrate is ensured by the strong metallurgical interface. The coatings are mainly composed of Ti and synthesized TiN. The highest microhardness of coating reaches to 1 388 HV0. 1, which is six times higher than that of the substrates. Wear resistance of the coatings is excellent.