等离子喷涂强化铝活塞环槽工艺初探

内燃机铝活塞环槽的磨损直接影响其使用性能及寿命,所以目前国内外普遍重视强化环槽的工艺研究。除了已被广泛采用的镶奥氏体铸铁环外,正在研究开发的还有:离子喷涂、镶烧结环、陶瓷纤维或陶瓷颗粒复合浇注等强化工艺。本文在实验基础上对等离子喷涂工艺的试验应用作简要介绍和评估。1.涂层材料选择和涂层设计为使涂层与基体结合良好,减少涂层内应力,涂层应分为粘结层、过渡层和工作层。粘结层的线胀系数应尽可能与基体相一致。对于铝硅合金,选用镍铝青铜较为理想。过渡层的作用是减少内应力,原则上采用粘结层与工作层的混合粉末,但在喷涂过程中需逐渐     

燃气轮机压气机叶片涂层的高温适应性研究

为探究压气机叶片涂层在更多级叶片上的应用情况,研究了富铝无机盐涂层和铝基硬质涂层的高温适应性,利用光学显微镜、粗糙度测试仪、扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验机分别测试了涂层厚度、表面粗糙度、微观组织、元素分布和拉伸结合强度。结果表明：富铝无机盐涂层的厚度为40～60μm,喷涂态和热处理后涂层的表面粗糙度分别为0.570～0.685μm和0.734～0.842μm,微观组织在460℃、2 000 h内保持稳定,热失效过程涂层中的铝元素向基体快速扩散,金属基体氧化,拉伸结合强度降低;铝基硬质涂层厚度为8～12μm,喷涂态和热处理后涂层的表面粗糙度分别为0.324～0.486μm和1.054～1.275μm,微观组织在460℃、1 001 h内保持稳定,热失效过程观察到(Fe, Cr)Al金属间化合物生成,拉伸结合强度约为40 MPa;热处理温度越高、时间越长,铝基涂层越不稳定,当温度不高于460℃时才可满足服役要求。     

耐磨镶圈活塞铝—铁结合区的研究

一、前言 盐芯活塞要求第一或第一、二道环槽处镶铸的特种奥氏体铸铁耐磨镶圈（简称耐磨镶圈）和活塞铝基体之间能达到冶金结合。所谓冶金结合是指盐芯活塞在镶铸耐磨镶圈过程中伴随液固两种金属材料的扩散反应,在耐磨镶圈上形成一定厚度的合金扩散层,使耐磨镶圈与铝基体之间的结合区（简称铝一铁结合区）具有良好的导热性和足够的粘结强度。 有关盐芯活塞铝一铁结合区的问题已在文献[1]中提到,但没有进行详细讨论。本文将叙述铝一铁结合区的形成过程,组织特征与机械物理性能,讨论铝一铁结合区扩散层形成的机理、影响因素及其粘结强度的测试方法。     

机械混合法制备不同硬度镍基封严涂层的研究

采用火焰喷涂方法制备镍包石墨可磨耗封严涂层,通过改变送粉量及粉末混合比例来制备不同硬度的涂层,并将得到的涂层与采用不同涂覆方法得到的石棉石墨涂层进行压弯对比试验。试验结果表明,相比进口粉末,国产粉末的涂层硬度随送粉量变化较缓慢;将两种硬度差异较大的国产粉末按一定比例混合可制得所需硬度的涂层且涂层与基体结合强度较好,满足使用要求。     

等离子涂涂层结合情况的评价

等离子喷涂涂层的结合情况用断裂力学方法并结合机理以深入研究，这样，变形能对于附着破坏或粘结破坏形式的释放可能与涂层的显微结构特性有关，涂层薄层的塑性变形和液滴与基体间，或与先前固化的材料之间的接触效果是决定涂层性能的重要因素。     

HVAF喷涂粘结层与APS喷涂陶瓷层热障涂层体系热力学性能研究

文章首先在重型燃机透平动叶用镍基高温合金IN738基体材料上,采用空气助燃超音速火焰喷涂(HVAF)和大气等离子喷涂(APS)工艺分别制备TBCs的粘结层和陶瓷隔热层;然后针对所制备涂层的表面形貌和微观结构、高温抗氧化性能、高温热循环性能、结合强度、杯突性能等进行了研究,分析了影响TBCs涂层的耐久性和可靠性的因素。研究结果表明,此种方法所制备的TBCs性能优异。     

基于热障涂层的柴油机活塞热分析研究

以某非道路高压共轨柴油机作为研究对象,结合标定工况下活塞温度场试验测试结果,建立了不同厚度的热障涂层活塞有限元仿真分析模型,分析了热障涂层对活塞基体温度场、热应力及热变形分布特点和变化规律的影响.结果表明,热障涂层活塞的最高温度较铝合金活塞最大降幅14.83％;热障涂层活塞的热应力随瓷层厚度的增加而降低,较铝合金活塞有...     

纳米陶瓷涂层对ω型活塞的热结构影响北大核心CSCD

研究了热障涂层厚度对活塞温度、热应力及热变形分布的影响,结合硬度塞法测试无涂层活塞特征点的温度值,采用有限元法与涂层活塞仿真结果进行比较。对不同厚度的涂层进行温度和热应力分析。研究结果表明,在涂层厚度0.3 mm~0.6 mm范围内,厚度每增加0.1 mm,活塞顶面温度提高10℃~17℃,活塞基体温度下降19℃~27℃。与无涂层活塞相比,0.6 mm厚的涂层活塞基体温度最大降幅为10.8%。涂层表面的热应力随着涂层厚度的增加而减小,涂层活塞基体的热应力变化不大。最大热变形处在陶瓷涂层,最大热变形量在活塞与气缸套允许范围之内。     

La_(2)Zr_(2)O_(7)–8YSZ双陶瓷层热障涂层活塞热–机耦合应力分析北大核心CSCD

以某车用发动机活塞为研究对象,基于有限元法建立La_(2)Zr_(2)O_(7)–8YSZ双陶瓷层热障涂层活塞模型,研究陶瓷面层、底部陶瓷层、基体的热–机耦合应力及其双陶瓷层结构对活塞基体的影响。根据温度场分析,陶瓷面层厚度为0.15 mm时,La_(2)Zr_(2)O_(7)–8YSZ涂层活塞基体、陶瓷面层、底部陶瓷层的最高温度分别是271℃、438℃、363℃。随着陶瓷面层厚度增加,活塞基体温度降低,活塞顶面温度升高。热应力分析表明无涂层活塞的最大热应力出现在环槽处,最大值是64 MPa,而涂层活塞基体的最大热应力出现在燃烧室喉口及其顶部边缘部分。受机械负荷影响,无涂层活塞和涂层活塞基体耦合应力最大值均出现在销座处,陶瓷面层和底部陶瓷层最大热–机耦合应力出现在各自底面。随着陶瓷面层厚度增加,陶瓷面层和底部陶瓷层最大耦合应力缓慢减小,活塞基体耦合应力基本不变。     

高温太阳光谱选择性吸收涂层计算机模拟

在近几年国际高温涂层研究的基础上,根据理论研究和实验结果从几方面因素(如材料、膜层结构、陶瓷中金属组分等)分析了其对高温吸收涂层效率的影响.在Mo-Al2O3双吸收层涂层的基础上,利用计算机计算了金属体积分数配比和膜层厚度变化下整个涂层的吸收比和发射比,计算结果表明,膜厚和吸收层中Mo的体积分数对涂层的吸收比和发射比影响效果差异较大,选择合适的控制因子不仅可以提高涂层的吸收比(a=0.92-0.95),而且还能有效控制涂层的发射比(ε≤0.05).     

高温服役过程热障涂层隔热性能演变规律

为分析热障涂层(TBCs)在高温盐雾腐蚀等恶劣服役环境下导热系数的变化规律,采用格子玻尔兹曼(LBM)方法,并利用涂层隔热温差分析模型系统地研究了陶瓷层(TC)厚度、黏结合金层(BC)厚度以及烟气侧和冷却空气侧对流传热系数对涂层隔热温差的影响。结果表明:涂层的隔热性能在腐蚀反应发生后迅速衰减;随着烧结的发生,涂层的有效导热系数增大,其隔热性能变差;陶瓷层厚度对涂层的隔热性能起决定性作用,涂层隔热性能随陶瓷层厚度的增加几乎线性增大,而黏结合金对涂层隔热性能的影响很小;烟气对流传热系数增大会导致叶片基体温度升高,而冷却空气对流传热系数增大则有助于降低叶片基体温度。     

汽轮机叶片钢高能微弧沉积316L不锈钢涂层的试验研究

利用高能微弧沉积方法在汽轮机叶片材料2Crl3钢上制备316L涂层,对基体材料和沉积层结合界面的显微组织、成分、硬度和耐腐蚀性能进行了研究.结果表明:沉积层和基材界面处发生了Cr、Fe、Ni、Mo元素扩散,且各元素的浓度呈梯度变化,沉积层和基体材料的结合为冶金结合,结合界面致密;从基体到沉积层的硬度值逐渐过渡,提高了沉积层与基体的结合强度;沉积涂层耐腐蚀性能明显优于基材.研宄成果为汽轮机叶片微缺陷的修复以及表面强化提供了理论依据.     

TBCs粘结层抗高温氧化行为研究

该文采用超音速火焰喷涂方法,在镍基高温合金基体上制备NiCoCrAlTaY粘结层,通过XRD、SEMi析方法,研究了相同温度不同氧化时间粘结层的抗高温氧化行为及氧化机理,分析计算得到粘结层的氧化动力学规律,最后总结了控制TGO生长的方法。分析表明：TGO的生长使粘结层Al元素贫化,Ni、Cr元素氧化产生复杂的尖晶石类金属氧化物,是粘结层抗氧化性能降低的根本原因,为热障涂层的结构设计及优化提供了依据。     

镍基合金上化学气相沉积铝涂层的试验研究

镍基高温合金表面渗铝是提高材料抗高温氧化和耐热腐蚀性能的一种普遍适用的方法。以燃气轮机中常见的镍基高温合金K444为基体做CVD渗铝工艺,采用特殊的工装来模拟涡轮叶片内外腔同时渗铝的状况,并对比热处理前后的涂层厚度及元素变化。结果表明:工艺气体流速越慢则涂层平均厚度越大,但沿着气流方向的厚度差异也越大;内腔的涂层厚度大于外腔的涂层厚度,但外腔的涂层均匀性更好;热处理后涂层外层生长出新的NiAl层,涂层总厚度增加了2~10μm,扩散层占总涂层比例从平均30%下降到了27%,外层铝含量从平均27%下降到18%。最终涂层呈现出典型的低活性渗铝涂层的形貌。研究成果可为涡轮叶片渗铝涂层的工艺开发提供参考。     

强化活塞的合成材料

<正> 用各种气热喷涂和堆焊的方法所得到的涂层性能基本上由所用材料决定。所以,针对现有的涂层工艺及设备,研制并推广新的有效的材料就具有特殊的意义。采用纤维合成线材给扩大强化工艺的范围开辟了新的远景。纤维合成线材系由熔点较低的金属或合金(铝、锌等)作基体,由难熔金属、合金和非金属作增强纤维,这类材料几乎适用所有的喷涂方法,如较简单的喷涂方法(像电弧喷涂)。例如,使用铝基合成材料,用增强镍纤维可以得到铝镍涂层,它具有不同于基体的高强度、高密度。它具有扩展的分界面和至少为两个相的热力不平衡体系,在喷涂时合成材料同现有熔药相似,进行相间反应,促使喷涂层同基体牢固结合。     

不同工艺制备的汽轮机进汽插管表面改性层研究

汽轮机进汽插管是将高温蒸汽导入汽缸的零件,与密封环配合起到密封高温蒸汽的作用,密封配合部位需具有耐磨、防粘连、抗高温氧化功能。等离子堆焊司太立6号合金和超音速火焰喷涂25%NiCr-75%Cr_3C_2涂层都具有优异的耐磨性、抗高温氧化性能,在汽轮机进汽插管密封部位都有应用。从结合强度、残余应力和厚度、硬度、抗高温氧化以及制造流程和制造周期角度分析两种材料与对应工艺制备的改性层,两种改性层都能很好地满足进汽插管密封部位的工况,25%NiCr-75%Cr_3C_2喷涂层结合强度较弱、残余应力大,易于剥落;司太立6号合金堆焊层基体残余应力大,零件容易变形,且制造周期长。     

滑动轴承-多层金属滑动轴承——第二部分 结合强度破坏性检验(合金层厚度≥2mm)

1、适用范围 本部分规定了一种测定轴承合金与衬背之间粘结强度的检验方法。本方法适用于钢、铸铁或铜合金衬背和厚度≥2mm的铅基、锡基、钢基或铝基轴承合金的多层滑动轴承衬垫。 本检验适用于生产时的质量控制和各种材料与加工方法对粘结强度影响的对比性研究。     

激光再制造汽轮机转子的力学性能研究

针对激光再制造汽轮机转子轴颈,在汽轮机转子激光再制造后的综合跳动(TIR)控制在6.35μm以内的前提下,选用铁基粉末进行力学性能测试,研究了激光再制造层与基体复合材料的拉伸、冲击与弯曲等力学性能.结果表明:复合材料的抗拉强度和抗弯强度分别比基体材料28CrMoNiV的平均抗拉和抗弯强度提高11.29%和24.11%,复合材料的平均冲击吸收功为39J;根据并联力学性能模型的混合律,激光再制造层的力学性能优于基体材料28CrMoNiV;激光再制造层中一次晶轴与二次晶轴的数量远大于基体材料,高密度的位错阻碍了晶界滑移,使抗拉伸强度提高;再制造层晶粒相对基体材料小而密集,裂纹扩展路径曲折,裂纹萌生功的提高使韧性增强.     

太阳光谱选择性吸收涂层制备工艺探讨

探讨粘结层、吸收层、减反射层的制备工艺及基底粗糙度状态对太阳选择性吸收涂层性能的影响。采用磁控溅射法,以SS/AlN涂层为例,制备太阳光谱选择性吸收涂层,并测试性能。结果表明：合适的制备工艺可以提高膜层的结合力和涂层的整体性能,胶带粘贴无脱落,吸收比96%,500℃发射比10.5%,并证实基底的粗糙度对涂层的发射率基本无影响。     

硬质涂层刀具的现状与发展

1 硬质涂层刀具的发展及主要镀膜方法: 硬质涂层刀具(简称涂层刀具)是指在成品高速钢刀具或硬质合金刀具表面上,通过气相沉积镀膜方法,涂镀一层或多层2～5微米厚度的超高硬度物质。从前,形成了一种以淬火回火的高速钢或硬质合金为基体而表面为高硬度的耐磨材料的复合材料刀具。这种刀具的整体强度由基本体材料来保证,而刀具的耐磨性等其它性能则由表面涂层材料来提供。涂层刀具已成为某些高速钢刀具最终热处理中不可缺少的组成部分。