超音速火焰喷涂碳化物金属陶瓷涂层冲蚀磨损性能

采用超音速火焰喷涂技术喷涂不同工艺的两种粉末,得到Cr3C2-25NiCr和WC-12Co涂层;对涂层的冲蚀磨损性能进行了测试;采用扫描电镜对原始粉末以及冲蚀前后涂层的组织形貌进行了观察。结果表明,团聚烧结粉制备的涂层组织较致密。粘结相含量较多的涂层,其冲蚀磨损性能较差;致密度较高的涂层,其冲蚀磨损性能较好。     

结晶器铜板超音速火焰喷涂工艺参数对涂层结合强度的影响

文中采用超音速火焰喷涂（HVOF）在结晶器铜板表面喷涂了CoNiCrAlY涂层,研究了喷涂主要工艺参数对涂层结合强度的影响。结果表明：涂层的结合强度随着燃油流量的增大而显著增大,随着氧气流量与喷涂距离的增加结合强度均出现先增加后下降趋势,喷砂后较未喷砂结合强度大大提高。选择合适的粉末形状与粒径对于获得高质量的涂层较为重要。     

铜基体上超音速火焰喷涂镍基涂层残余应力分析

采用X射线应力分析技术和曲率法测试了在铜基体上喷制不同成分、厚度的镍基涂层以及改变基体厚度喷制的涂层的残余应力。结果表明，超音速火焰喷涂的镍基涂层残余应力均为压应力，涂层成分、厚度的变化对残余应力均有明显的影响，添加一定量的WC、控制涂层和基体厚度，可获得较大的残余压应力。     

铜基体上超音速火焰喷涂镍基涂层残余应力分析

采用X射线应力分析技术和曲率法测试了在铜基体上喷制不同成分、厚度的镍基涂层以及改变基体厚度喷制的涂层的残余应力。结果表明,超音速火焰喷涂的镍基涂层残余应力均为压应力,涂层成分、厚度的变化对残余应力均有明显的影响,添加一定量的WC、控制涂层和基体厚度,可获得较大的残余压应力。     

超音速火焰喷涂碳化物涂层预处理工艺研究

0引言 超音速火焰喷涂技术（HVOF）是利用经特殊设计的超音速喷嘴等特殊结构的喷枪,使用高压和高能燃料,使喷涂的粉末粒子高速喷射到工件表面,形成高结合强度涂层的一种技术。20世纪90年代以来,美国等西方发达国家,用超音速火焰喷涂技术制备WC—Co材料耐磨涂层,标志着世界热喷涂工艺上一项重要的技术诞生。由于HVOF喷涂火焰温度并不高,且对粉末的加热时间很短,可以防止粉末的过分氧化、烧损、蒸发和分解,制备的涂层具有很好的耐磨和抗氧化性能,所以备受航空航天界的青睐,并很快得到了应用,如飞机发动机的涡轮叶片、发动机密封件、飞机起落架等易磨耗件等等。     

超音速火焰喷涂Fe-Cr基涂层的硬度与汽蚀性

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了Fe-Cr基涂层,用磁致伸缩汽蚀仪研究了喷涂层的汽蚀性,并与水利机械常用材料ZG06Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢进行了对比。结果表明:涂层包含未熔或半熔的球形颗粒和少量孔隙,层与层之间结合紧密,层间无明显条带状组织。Fe-Cr涂层具有高的硬度(1099HV0.2),抗汽蚀性明显优于ZG06Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢(285HV0.2)。两者的汽蚀形貌存在较大差异,ZG06Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢的汽蚀坑圆滑,而Fe-Cr基涂层汽蚀坑形状极不规则,与涂层中的孔隙有某种对应关系。     

超音速火焰喷涂Fe基合金涂层的抗汽蚀性能

采用超音速火焰(HVOF)喷涂在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上制备了200 pm厚的Fe基(含Cr、Ni等)合金涂层.采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、磁致伸缩汽蚀仪对涂层的组织、硬度和抗汽蚀性能进行了研究.结果表明,Fe基合金涂层组织均匀致密,孔隙率低,具有层状结构,涂层的平均硬度为993 HV0.1,是基体硬度的5.8倍;Fe基涂层抗汽蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,1Cr18Ni9Ti不锈钢汽蚀沿晶界和孪晶界破坏,而Fe基合金涂层汽蚀沿表面微小孔隙破坏,破坏由孔隙边缘向外扩展,损伤程度由汽蚀试样表面中心向外递减,最终不同损伤程度的汽蚀坑分布于表面.     

超音速火焰喷涂及涂层性能简介

本文简要介绍了超音速火焰喷擦的原理、发展状态；比较了超音速火焰喷涂层、等离子喷涂层，爆炸喷涂层、自熔合金喷熔层以及电镀硬铬层的硬度和耐磨损性能；介绍了超音速火焰喷涂层的部份应用实例及其应用效果。     

NiCr-Cr3C2超音速火焰喷涂的涂层性能

为配合干熄焦余热锅炉(CDQ锅炉)的开发和制造,保证CDQ锅炉过热器受热面管子在含焦粉粒的烟气中长期安全使用,通过试验,采用超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2粉末对受热面管子表面进行喷涂加工,确认涂层各项性能及指标满足设计要求。为后续的CDQ锅炉制造作了技术准备,现制作的首台CDQ锅炉已投入使用,取得了较好的效果。     

热处理中NiCrBSi超音速火焰喷涂层的组织转变

采用超音速火焰喷涂（HVOF）方法在低碳钢表面制备NiCrBSi合金涂层,然后分别加热到300-900℃,保温10min,利用光学显微镜、SEM、EPMA和XRD等手段分析热处理对涂层组织的影响。结果显示,喷态涂层的组织在750℃开始发生变化,随着温度升高,未熔颗粒与周围区域间的界面不再清晰,850℃时微裂纹等连续缺陷被切断。奥氏体晶粒长大发生在900℃。喷态涂层中减少未熔颗粒可使涂层在较低热处理温度下获得封孔效果。     

Investigation on Interface Structure and Wear-resistant Properties of HVOF Sprayed Carbides Coating onto Copper Substrate

SURFACE TREATMENT has been widely used allover the world as a way of improving materials'properties and prolonging its service life.High velocityoxy-fuel(HVOF)spray is a new process of surfacetreatment developed in recent20years.Because ofgood bond strength and high hardness of HVOFsprayed coating,the applications of HVOF sprayincreasingly take place of the traditional process,suchas electro-plate,thermal spray,etc.in the field ofmetallurgy,manufacture,mining and so on[1,2].Because …     

HVOF喷涂成形纳米晶FeAl厚涂层的结构和热稳定性

采用超音速火焰喷涂(HVOF)成形工艺喷涂球磨粉末，成功制备了纳米晶FeAl厚涂层(5mm)．分别利用SEM、图像分析、TEM以及Vickers硬度表征了该涂层的微观结构，并与用相同的喷涂参数和原料粉末制备的纳米晶薄涂层(300μm)进行了比较，研究了不同的喷涂条件对涂层的结构及其硬度的影响．同时，探讨了厚涂层的热稳定性．结果表明，由于涂层中较好地保留了未融粒子中的纳米晶，从而在600℃仍能保持原有的高硬度．     

HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及滑动磨损机理

目的研究WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损性能及机理。方法在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层。分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、显微组织,并测试了其硬度、结合强度、孔隙率及在560 r/min和1120 r/min转速下的滑动磨损性能。结果涂层的显微硬度为1325HV0.2,结合强度为72 MPa。涂层组织致密,孔隙率为0.76%。在560 r/min下磨损10h,涂层与基体的磨损失重比为1:138.36;在1120 r/min下磨损10 h,涂层与基体的磨损失重比为1:127.44。结论在滑动摩擦磨损的初期,涂层的磨损失效机制主要表现为磨粒磨损。随着滑动速度的增大,涂层的磨损失效机制主要表现为疲劳磨损。     

热喷涂技术制备纳米涂层的研究现状

目前热喷涂技术在军事装备、交通运输、航空、机械等领域已经获得了广泛的应用,但由于传统热喷涂涂层在耐磨损与耐腐蚀性能方面存在着一些不足,导致传统涂层出现使用寿命较低等问题,热喷涂纳米涂层为更有效解决上述问题开辟了新途径。本文介绍了制备纳米涂层的各种超音速热喷涂技术及近来研究进展,并对超音速喷涂技术的发展前景做了展望。     

超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

分析比较了等离子喷涂、超音速火焰喷涂的WC／Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明：超音速火焰喷涂涂层具有与粉末相近的相结构，与等离子喷涂相比涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性，涂层与基体结合情况也得到很大的改善。     

Independent control of HVOF particle velocity and temperature

Independent control of high velocity oxygen fuel (HVOF) spray particle velocity and temperature has not been possible in the past, confusing the effect of either parameter on coating properties. This study describes a method by which velocity and temperature may be varied independently. Commercial HVOF equipment that was fitted with a special conical supersonic nozzle having four distinct particle injection locations was used. The present results, which were predicted in simulations and demonstrated in experiments, revealed several pertinent facts. First, particle velocity is principally related to combustion chamber pressure and is relatively unaffected by other design or operating conditions. Second, particle temperature is related to particle residence time within the nozzle, which can be controlled by the choice of particle injection location. In these experiments, the impact velocity and temperature of stainless steel particles were controlled within the ranges 340 to 660 m/s and 1630 to 2160 K, respectively. This range of parameters produced significant variations in splat morphology, coating microstructure, and coating oxide content. Such particle control allows the effects of velocity and temperature on coating properties to be assessed and controlled independently. These results also have commercial application, potentially enabling the user to tailor particle impact velocity and temperature to achieve specific coating properties.     

超音速火焰喷涂制备Cr涂层及其高温氧化性能

目的 探索一种高效制备核电用包壳材料锆合金表面涂层的方法,以应对反应堆失水事故,提高核电安全性。方法 采用超音速火焰喷涂技术在Zr-4合金表面制备Cr涂层,高温氧化试验在1 200 ℃空气中进行,氧化时间30 min。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究Cr涂层氧化前后的结构和显微组织。采用划痕法测试涂层与基体结合力。采用金相显微镜(OM)观察划痕形貌。结果 采用HVOF技术可以在锆合金基体上制备的涂层主要为体心立方结构的金属Cr同时含有约21.9%密排六方结构(HCP)的Cr2O3。抛光可以减少Cr2O3至约10.1%。涂层由层状结构、未熔颗粒和少量孔隙组成。Cr2O3主要分布在层状结构中,未熔颗粒形成的不规则块状结构基本不含氧,主要为金属Cr。涂层与基体的结合力为77~94 N。喷涂工艺参数为煤油流量23 L/h、氧气流量880 L/h、喷涂距离330 mm的涂层样品结合力最高,为94 N。在1 200 ℃空气中氧化30 min后,涂层靠近基体界面处形成11~14 μm厚的连续致密层,而靠近界面处的基体衬度变暗,能谱信息显示含有Cr,因此判断该区域为Zr-Cr过渡层,厚度约为5 μm,说明存在基体与涂层的互扩散层,且Zr向涂层的扩散速率明显大于Cr向基体的扩散速度。有Cr涂层的Zr基体没有发生氧化,涂层内部也基本没有氧化,而没有涂层覆盖的基体氧化层厚度在120 μm以上。结论 采用HVOF可以在锆合金表面制备出结构致密、与基体结合紧密且抗高温氧化性能优良的金属Cr涂层。     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层磨粒磨损行为

采用橡胶轮磨损实验机，对不同工艺条件下三种类型粉末制备的HOVF Cr3C2-25％NiCr涂层进行了磨粒磨损实验，发现该涂层的磨损失重量与磨程基本呈现线性关系，磨损率远低于低碳钢。氧气流量，燃气流量适中的条件下制备的涂层磨损率较低，用团聚致密化工艺制备的粉末沉积的涂层耐磨粒磨损性能较好，涂层的磨损机制主要为先期的粘结相优先切削和随后的碳化物剥落，其中碳化物的剥落对磨损过程起制约作用。     

采用Cr3C2-NiCr和WC-CoCr粉末的HVOF处理

磨损是工业上导致零件和装备失效的三个主要问题中的一个。人们在不断探索改善零件性能的潜力,提出新的技术,力图提高零件的使用寿命,降低运作成本。由此看来,电镀及涂覆技术是很重要的。人们已经采用传统的镀硬铬来改善耐磨性（或）耐蚀性,然而电镀过程中会产生有害的致癌物质六价铬,致使其应用受到了越来越大的限制。因此,必须鉴别和研发无毒的、非致癌的和对环境友好的涂覆材料和工艺。其中用本文所述的HVOF工艺涂覆的“陶瓷合金”（Cr3C2NiCr-WC-CoCr）前景最被看好。用光学和电子显微分析法、X射线衍射法、密度和显微磨料磨损试验标征了用这种工艺获得的涂层的特性。从总体上看,WC-CoCr涂层的性能最好,由此可以认为,它是一种前景广阔、可以替代电镀硬铬的涂覆技术。