直接碳化与煅烧-碳化工艺对WC-Co复合粉性能的影响

以偏钨酸铵、醋酸钴、裂解碳为原料,配置成料浆,通过喷雾干燥-氢气还原碳化(简称直接碳化法)和喷雾干燥-氮气煅烧-氢气还原碳化(简称煅烧-碳化法)制备WC-Co复合粉。对两种工艺制备粉末的性能和形貌进行对比,发现直接碳化法制备的WC-Co复合粉的颗粒在10¹00μm、平均粒度在50μm,大部分球形壳破裂,粉末仍然保持球形骨架,粉末松装密度小、流动性差;煅烧-碳化法制备的WC-Co复合粉末的颗粒度在10100μm、平均粒度在50μm,大部分球形壳破裂,粉末仍然保持球形骨架,粉末松装密度小、流动性差;煅烧-碳化法制备的WC-Co复合粉末的颗粒度在10⁵0μm、平均颗粒度25μm,粉末球形度高、流动性好。将两种工艺制备的粉末制成YG6合金,对比发现直接碳化法得到WC-Co复合粉制备成的硬质合金硬度高、晶粒度小、密度高、孔隙度低、致密度高;将两种工艺制备的粉末进行热喷涂,发现煅烧-碳化法制备的粉末热喷涂时,涂层表面致密度高、WC保留率高、硬度高。     

WC-Co复合粉的喷雾造粒及松装密度的影响因素

利用短流程原位反应合成技术制备超细WC-Co复合粉,其平均粒径为300 nm,对此复合粉进行喷雾造粒以制备具有超细结构的热喷涂粉末。采用标准漏斗法测量造粒粉末的松装密度,并利用SEM观察其形貌与结构,结合实验测定结果与理论计算结果研究料浆成分、喷雾干燥温度及初始粉末粒径对造粒粉末松装密度的影响规律。结果表明:料浆固含量最高可达70%(质量分数),此时造粒粉末松装密度达到2.31 g/cm3;随粘结剂含量的增高,造粒粉末松装密度先增高后降低,最佳含量为2.5%(质量分数);分散剂最佳含量为1%~2%(质量分数);干燥温度显著影响造粒粉末形貌结构及松装密度,最佳温度为150℃;喷雾造粒粉末的最高密度实质上取决于初始粉末粒径。     

喷雾造粒-H_2还原制备WC-Co热喷涂粉末

以水溶性醋酸钴代替金属钴粉与WC粉、纯水、微量炭黑和有机碳球磨混匀,经喷雾造粒,H2还原制备WC-Co热喷涂粉。结果表明:当进风温度260℃、出风温度140℃、转速10000r/min所制备的粉末粒度在10~80μm,平均粒度为35μm。在1250℃下,H2还原WC-Co粉末接近共晶温度,产生大量液相,粉末合金化。中空球形颗粒,在重力作用下生成的液相开始流动,填充孔隙,使粉末颗粒密实、颗粒收缩、薄壁变厚,松装密度增大,粉末粒度在10~50μm、平均粒度为25μm,Co相均匀包覆球形WC颗粒。     

球形钨粉的制备及应用

球形钨粉以其良好的流动性、高的松装密度和振实密度广泛应用于喷涂、增材制造等材料制备领域。本文以不规则形状钨粉颗粒为原料,采用射频等离子球化技术制备球形钨粉,并对球形钨粉进行铺粉及成形实验效果评价。在射频等离子球化过程中,研究球化工艺参数（送粉速率、送粉位置）和原料粉末形态对球化结果的影响。在铺粉实验方面,研究粉末特征和铺粉层厚对铺粉效果的影响。采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和BT-100粉体综合特性测试仪对球化处理前后粉末的形貌、粒度、流动性、松装密度和振实密度进行测试和分析。结果表明：经过球化处理后,钨粉颗粒呈规则球形,表面光滑,球化率可达100%,流动性、松装密度和振实密度得到明显提高。球化率高的粉末流动性好,铺粉效果好;随着层厚的增加,铺粉效果逐渐得到改善;采用合适粒径的球形钨粉打印的钨薄壁件表面相对光洁,尺寸精度高。     

预混合工艺对铁基粉末冶金材料组织和烧结性能的影响

通过加入新型润滑剂制得Fe-2Cu-0.8C预混合铁基粉末,并制备了同成分机械混合粉末进行对比试验。对粉末流动性、松装密度以及压制性能进行了测试,并对烧结体的微观组织进行表征。结果表明:制备的预混合粉末流动性和松装密度均优于机械混合粉。当润滑剂加入量为0.6 mass%时,经600 MPa压力下压制所得的生坯密度为7.01 g/cm^3,烧结体密度为7.11 g/cm^3,批量压制时零件质量变化小于0.15%。通过预混合工艺,使得铜和石墨颗粒粘结到铁颗粒表面上,从而达到防止偏析和提高批次稳定性的目的。使用预混合粉末不仅提高了烧结体的尺寸精度和性能,同时可制备出更光洁的零件表面,进行形状复杂零件生产时更能体现出其在稳定性方面的优势。     

壳核结构复合粉末的制备及其在热喷涂领域的应用

壳核结构复合粉末兼有壳、核两种材料的优良性能,被广泛应用于电力、催化及热喷涂等领域。介绍了壳核结构复合粉末的包覆机理和典型的制备方法,综述了壳核结构复合粉末在热喷涂领域中的应用,最后指出了壳核结构复合粉末今后的研究方向。     

阀门用ZL205A铝合金激光熔覆Al_2O_3/NiCrAl涂层组织及摩擦性能研究

综合运用Ni/Al和Al_2O_3粉末并以激光熔覆方法在阀门用ZL205A铝合金上制得耐磨涂层,研究其微观组织及摩擦性能。结果表明:Ni Cr Al/Al_2O_3复合涂层表面较为平整,得到的熔覆涂层具有均匀的厚度。添加Al_2O_3陶瓷颗粒后,能达到细化组织的效果。在枝晶间隙区域还有许多白色的小尺寸颗粒,在相邻枝干间形成了由Al、Cr共同组成的微量起伏结构。Ni Cr Al涂层的硬度为350 HV,Ni Cr Al/Al_2O_3复合涂层硬度达650 HV,这说明加入Al_2O_3颗粒后可获得比原先单一Ni Cr Al涂层更高的显微硬度。与铝合金相比,Ni Cr Al/Al_2O_3复合涂层达到了更小的磨损量,且比Ni Cr Al涂层减小近30%。Ni Cr Al/Al_2O_3复合涂层内存在许多弥散态的Al_2O_3细小颗粒,对摩擦期间的基体塑性起到抑制作用,对基体发挥明显的支撑作用,提升了涂层的耐磨能力。     

改性玄武岩火焰喷涂粉末的制备及其性能

研究了一种新型的玄武岩火焰喷涂粉末的制备以及其性能。将天然的玄武岩矿石经过破碎、添加金属氧化物降低熔点、高温加热、水淬以及二次造粒等方法制粉,并且对不同状态的粉末的性能进行了检测。参照国家标准中的粉末的流动性及松装密度的实验标准采用霍尔流速仪对粉体的流动性及松装密度进行测量,利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪研究了粉体形貌和涂层结构,利用示差扫描热量仪对各粉体进行了热分析,采用火焰喷涂工艺在45钢表面制备涂层并利用扫描电子显微镜观察了涂层的表面和截面的形貌。结果表明:经过改性后的玄武岩粉末的流动性有明显的提高,松装密度也有所增加,增强了热喷涂效果和有利于得到良好的涂层。     

Ag包覆Ni复合纳米粉体的制备及其导电性能

用化学镀法,以葡萄糖为还原剂,制备了Ag包覆Ni复合纳米粉体,并用制备的复合纳米粉作为导电相配制了导电浆料。用XRD、TEM和电阻率测定等手段研究了粉体的相结构、形貌、粒度和导电性能。结果表明,制备的Ag包覆Ni复合纳米颗粒具有壳/核结构,核为纳米Ni,壳为Ag,复合纳米颗粒粒度分布为20~100 nm,Ag层的厚度约为4 nm。Ag包覆Ni复合纳米粉导电浆料在1.33 Pa的真空下,采用200℃/60 min的烧结工艺,可制得电阻率为(1.26~2.83)×10-4Ω·cm的导电膜,其导电性能优于纳米Ni粉、纳米Cu粉和纳米Ag-Cu合金粉导电浆料。     

热喷涂用Ni包FeS粉末的化学镀法制备与研究

为防止热喷涂过程中FeS的氧化烧损,采用化学镀方法对平均粒径为31 （m（400目）的FeS粉末进行化学镀镍,制备出了FeS粉末表面完整包覆镍的适合热喷涂的复合粉末.利用正交试验优化出了镀液最佳组分及镀覆的最佳工艺;同时分析了主要工艺条件对镀覆效果的影响;运用XRD、SEM和粉末剖面金相对样品进行形貌观察和分析表征.结果表明,溶液中的镍离子浓度、次磷酸钠浓度、温度以及pH值的增大,都会加快沉积速度;文中试验条件下,可在原始的FeS粉末颗粒表面包覆了一层致密均匀的镍层.     

反应喷涂制备Al2O3-TiB2复相涂层的工艺研究

利用反应喷涂方法在铝合金表面制备Al2 O3-TiB2复相涂层,分析了机械合金化、喷涂温度以及添加粘结剂等工艺对涂层组织形貌的影响,得出了制备涂层较理想的工艺方法,并测试了涂层的显微硬度.结果表明:球磨后的混合粉末添加过量Al粘结剂,经过等离子喷涂可以制得Al2 O3-TiB2复相涂层,涂层组织形貌良好,致密度高,其显...     

电机轴承防护措施及Al2O3陶瓷绝缘涂层研究现状

讨论了避免电机轴承电蚀失效的主要防护措施,包括安装接地碳刷疏导轴电流、使用绝缘轴承截断轴电流这两类方式,并对其优缺点分别进行了阐述.针对绝缘轴承,着重分析了Al2O3陶瓷涂层的热喷涂工艺(粉末粒径、喷涂参数等)、涂层结构(表面形貌与微观组织)以及涂层性能(力学性能、摩擦性能、绝缘性能)三者间的关系,介绍了通过掺杂其他金属阳离子氧化物或纳米结构粉末对涂层性能进行改性的方法.在此基础上,对绝缘轴承Al2O3陶瓷涂层制备技术存在的难点进行了分析,总结了存在的主要问题.最后对绝缘轴承Al2O3陶瓷涂层制备技术的发展趋势进行了展望.     

Cr/Al/B/diamond体系中金刚石表面的热爆反应涂层

采用Cr/Al/B/diamond粉体为原料,并添加少量Cr₂O₃或B₂O₃以诱发热爆反应。结果表明:在高纯Ar保护下,热爆反应后的试样粉末化严重,易将结合剂与金刚石颗粒分离。添加Cr₂O₃的原料体系发生热爆反应后,结合剂中的主相为Cr₂AlB₂,金刚石表面会形成含Cr₃C₂和Al的复合涂层,涂层的晶粒大小为0.5～7.0 μm。当金刚石质量分数为10%和20%时,试样中的金刚石颗粒表面涂覆良好,其起始和终止氧化温度都显著高于未涂覆金刚石的;而在金刚石质量分数较高时,其表面涂覆效果略差。添加B₂O₃的原料体系发生热爆反应后,金刚石表面的涂覆效果不佳,只有半数或以下数量的金刚石颗粒被涂覆。      

冷喷涂制备CuZn35涂层结构及耐摩擦磨损性能

目的 采用高压冷喷涂技术制备低氧化、致密、耐摩擦磨损的CuZn35涂层,并探究加速气体温度对CuZn35涂层性能的影响。方法 利用高压冷喷涂技术在铝板上沉积CuZn35涂层,探究加速气体温度对冷喷涂CuZn35涂层微观结构及耐摩擦磨损性能的影响。在载荷为2 N时,在旋转式摩擦磨损试验仪上进行试验,对比铸态CuZn35材料的耐磨性能,评估在压力为5 MPa,加速气体温度为400、600、800℃条件下冷喷涂制备的CuZn35涂层的耐磨性能。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、三维轮廓仪(3D Profiler)对涂层的微观结构和磨损表面形貌进行分析。结果 当冷喷涂加速气体温度从400℃升至800℃时,CuZn35涂层内部颗粒的变形量不断增大,颗粒之间形成了较好的结合,孔隙率从2.67%降至0.5%以下,硬度从200HV0.3升至242HV0.3,涂层磨损率从3.67 mm³/(N·mm)降至1.80 mm³/(N·mm)。在温度为800℃条件下制备的CuZn35涂层表现出最优的耐摩擦磨损性能,在磨损过程中涂层材料未发生明显的块状脱落现象...     

Optical Diagnostics Study of Gas Particle Transport Phenomena in Cold Gas Dynamic Spraying and Comparison with Model Predictions

Cold gas dynamic spraying (CGDS), a relatively new thermal spraying technique has drawn a lot of attention due to its inherent capability to deposit a wide range of materials at relatively low-operating temperatures. A De Laval nozzle, used to accelerate the powder particles, is the key component of the coating equipment. Knowledge concerning the nozzle design and effect of process parameters is essential to understand the coating process and to enable selection of appropriate parameters for enhanced coating properties. The present work employs a one-dimensional isentropic gas flow model in conjunction with a particle acceleration model to calculate particle velocities. A laser illumination-based optical diagnostic system is used for validation studies to determine the particle velocity at the nozzle exit for a wide range of process and feedstock parameters such as stagnation temperature, stagnation pressure, powder feed rate, particle size and density. The relative influence of process and feedstock parameters on particle velocity is presented in this work.     

等离子喷涂氧化铝基复合涂层研究进展

随着等离子喷涂技术的发展,等离子喷涂氧化铝基复合涂层在防腐蚀、耐磨损和航天航空等领域得到了广泛应用。首先简要介绍了新型等离子喷涂技术(激光等离子喷涂、悬浮液等离子喷涂和超音速等离子等)和主要喷涂工艺参数(喷涂功率、送粉方式和喷涂距离等),然后从改善涂层耐腐蚀性能的角度出发,阐述了第二相、喷涂工艺参数和后处理工艺对涂层气孔率的影响及与涂层耐腐蚀性能的关系。重点分析了硬度、喂料特征和激光熔覆技术对氧化铝基复合涂层耐磨损性能的影响,详述了影响硬度的因素,以及喷涂粉末特征和激光熔覆处理对复合涂层微观结构的影响。在电磁波吸收性能研究方面,论述了吸收剂含量、涂层厚度和多种电磁波吸收剂匹配以及喷涂参数的调整对等离子喷涂氧化铝基复合涂层吸波性能的影响。最后对以等离子喷涂技术制备性能更加优异的氧化铝基复合涂层提出了展望。     

粉末结构对超音速火焰喷涂WC系金属陶瓷涂层结合强度的影响

采用４种典型的ＷＣ系硬质合金粉末与Ｗ－Ｎｉ复合粉末,研究了粉末结构、粘结相的成分与含量,以及超音速火焰喷涂（ＨＶＯＦ）条件对涂层结合强度的影响。结果表明：对于具有高熔点的ＷＣ及Ｗ颗粒构成的复合粉末,ＨＶＯＦ涂层的结合强度大于结胶的强度,几乎不受粉末结构和粘结相成分的影响。试验表明：喷涂料子具备液固两个相结构是ＨＶＯＦ涂层获得高结合强度的必要条件,而ＷＣ与Ｗ的高密度是保证ＨＶＯＦ涂层高结合强度的充分     

粉末致密度对碳化钨涂层结构特征的影响

利用超音速火焰喷涂技术将4种不同致密度WC10Co4Cr粉末制备成涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、表面粗糙度仪等设备对涂层的微观组织、结构特征进行分析。结果表明,随着致密度的降低,团聚烧结型粉末与基体撞击后更容易铺展,碳化钨微粒分布变得更均匀,形成的涂层具有更低的孔隙率和表面粗糙度;但是随着致密度的降低,碳化钨分解率升高,形成更多的脆硬相,最终使得涂层断裂韧性下降。由此可知,致密程度影响粉末颗粒在热喷涂过程中加热、加速和铺展状态,从而影响涂层的结构特征。     

Study on the subsonic speed flame spraying coating of hydroxyapatite

A new method of preparation of biomaterial composite coating by the technique of subsonic thermal spraying was discussed in this paper. Ti6Al4V and pure Ti were chosen as substrate and sublayer material respectively and the working layer was sprayed with biomaterial hydroxyapatite (HAP), forming the composite coating. The experiments of heat shock and tensile strength showed that the bonding strength between coating and substrate is almost as same as that of specimen in which Ni/Al powder was adopted as sublayer. The phases of TiN, TiO2, and Ti2O3 were formed in the sublayer, which are free of toxic and have no side effects. The powder of working layer HAP was decomposed partly during spraying, but it can be solved by later treatment.     

Plasma spray coating of spray-dried Cr2O3/wt.% TiO2 powder

An agglomerated Cr₂O₃/wt.%TiO₂ powder has been fabricated by the spray drying process under different parameters. The spray-dried powder has well-agglomerated particles of spherical shape. In the conditions of the high slurry feed rate and low binder concentration in the slurry, the powder has large cavities inside some particles and ruggedness over their surface. The optimum plasma spray feed rate has been found by examining the spraying behavior of the powder and melted state of particles. The plasma spray coating has been performed under different process variables such as spraying distance and plasma power. These parameters strongly affect the characteristics of the coated layer: microstructure, hardness, and bond strength.