金属基陶瓷复合涂层的热喷涂工艺

金属基陶瓷复合涂层技术是具有广阔应用前景的材料表面处理技术和材料复合技术,而热喷涂技术是制备金属基陶瓷复合涂层的重要的制备技术之一,本文综述了金属基陶瓷复合涂层的各种热喷涂方法,并对热喷涂的制备工艺进行了总结。     

金属基陶瓷复合涂层的热喷涂工艺

金属基陶瓷复合涂层技术是具有广阔应用前景的材料表面处理技术和材料复合技术，而热喷涂技术是制备金属基陶瓷复合涂层的重要的制备技术之一，本文综述了金属基陶瓷复合涂层的各种热喷涂方法，并对热喷涂的制备工艺进行了总结。     

激光复合热喷涂技术制备陶瓷基涂层研究现状

当下我国航空航天、轨道交通、海洋钻探等先进制造业取得了迅猛发展,装备关键零部件面临高温、重载、强蚀等极端复杂的表界面问题,迫切需要开发新型表面涂层技术和先进材料体系解决工业界面临的困境。激光复合热喷涂技术具有热喷涂和激光熔覆2种工艺的优点,在制备低缺陷–强结合–高性能陶瓷基复合涂层方面具有独特优势,可以显著提升装备零部件表面的耐磨、耐蚀和抗氧化等性能。首先从涂层的组织形貌、腐蚀、抗氧化及抗热震性能方面阐述了激光重熔对等离子喷涂YSZ陶瓷涂层的影响机制。其次梳理了激光重熔工艺对等离子喷涂Al₂O₃基陶瓷涂层在显微结构、硬度、耐磨和抗热震性能方面的研究成果;总结了激光重熔对以Co-WC和NiCr-Cr₃C₂为典型材料体系的陶瓷/金属复合涂层结构和性能的影响;总结了激光重熔/原位辅助冷喷涂陶瓷基涂层(B4C/Ti+Al等)和原位辅助等离子喷涂陶瓷基涂层(WC基等)的组织和性能特点。最后指出,探寻更多涂层材料体系、研发激光复合热喷涂新技术和实现成形工艺自主智能优化等是激光复合热喷涂陶瓷基涂层技术未来的重点发...     

热喷涂NiCrBSi基耐磨涂层的研究进展

磨损失效是工业生产及材料使用寿命最主要的消耗方式之一,通过热喷涂表面涂层技术提高摩擦副表面摩擦磨损性能受到越来越多的关注。作为一种重要的表面处理技术,热喷涂在防腐、耐磨等方面均有出色的表现。NiCrBSi是以Ni、Cr为主要组元的Ni基自熔性合金,近年来,NiCrBSi基涂层在制备方法、性能表征和应用推广等方面都取得了重要进展。本文主要论述了热喷涂NiCrBSi和NiCrBSi-Mo涂层的自润滑性能、NiCrBSi-碳化物涂层的硬质相增强效果、NiCrBSi-氧化物涂层综合性能等方向的研究现状,分别对火焰重熔、激光重熔、炉内重熔及感应重熔NiCrBSi基涂层的原理、特点及相关应用实例进行了阐述,分析了这四种后处理重熔态涂层结构与磨损性能,着重比较添加组元和重熔工艺对涂层的组织结构、力学性能和耐磨损性能等方面的影响规律,并阐明了各自在机理上的异同。最后总结了NiCrBSi基耐磨涂层研究面临的主要问题,并针对这些问题,从材料、工艺和后处理方面提出了三点展望性建议。     

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。     

热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性与孔隙率研究进展

热喷涂Fe基非晶合金涂层的综合性能优异,特别是在耐磨、耐腐蚀方面具有传统晶体材料无可比拟的优势,因而广泛应用于材料表面的防护领域。然而热喷涂涂层为典型的层状结构,涂层内部会存在一定量的孔隙,致使涂层耐腐蚀性能下降。首先介绍了热喷涂Fe基非晶涂层的腐蚀机理及其影响因素,总结了热喷涂涂层孔隙产生的机制、分类和影响因素。接着重点介绍了孔隙与热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性之间关系的研究进展。最后,通过对热喷涂涂层的形成过程与孔隙形成机理进行分析,粒子铺展变形能力差是显著影响涂层形成时粒子相互嵌套叠加和变形能力的主要原因。所以,Fe基非晶涂层可以从改变喷涂粉末成分和粒度、第二项粒子加入及喷涂工艺参数优化等措施,来改善粒子铺展变形能力,提高致密度。采用激光快速表面重熔技术对涂层微表层进行快速重熔处理,同样可以达到降低涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性的目的。     

热喷涂技术及陶瓷涂层

本文介绍了热喷涂技术及其最新发展情况，重点介绍了在金属表面陶瓷涂敷方面的应用。     

热喷涂制备Fe基非晶合金涂层的研究进展

从非晶形成理论、热喷涂制备Fe基非晶涂层两个方面对热喷涂制备Fe基合金涂层研究进行了综述,并对热喷涂制备该涂层未来的发展进行了展望.     

热喷涂制备钛涂层工艺技术探讨

钛合金具有良好的耐腐蚀性能、高的比强度、优异的生物相容性,使在普通材料表面制备钛的涂层成为表面工程科学中重要的研究内容.热喷涂作为表面工程学的一个重要组成部分,较之表面镀覆技术,具有工艺灵活、施工方便、适应性强的优点.通过分析讨论如何利用喷涂技术在工件表面制备钛或其化合物涂层,介绍了多种可采用的技术途径及其简单施工过程...     

有色金属热喷涂陶瓷涂层研究进展

介绍了国内外有色金属材料热喷涂陶瓷涂层技术研究所取得的成就和存在的问题,对陶瓷涂层材料的设计和热喷涂工艺的选择、涂层与基体的结合机理以及结合强度进行了综述,并对有色金属材料热喷涂技术的应用进行了展望.     

热喷涂纳米结构涂层研究现状与展望

综述了国内外在利用热喷涂技术制备纳米结构涂层方面的研究进展。介绍了热喷涂用纳米结构喂料的制备、热喷涂纳米结构涂层的制备方法及涂层性能。与传统材料的热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在力学、摩擦学以及耐磨防腐蚀性能方面均有较大提高。     

热喷涂技术制备铝涂层及其在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性的研究现状

铝是一种应用十分广泛的耐腐蚀材料,热喷涂技术作为表面工程领域的重要技术之一,在钢铁材料表面喷涂铝涂层,能够对钢铁材料起到很好的耐腐蚀保护作用,延长钢铁的使用寿命,减少对钢材的维护与保养。目前通常采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术和冷喷涂技术制备铝涂层,对此三种热喷涂技术制备铝涂层的涂层特点和耐腐蚀性能进行综述。系统归纳了这三种热喷涂技术的热源温度、粒子飞行速度和喷涂距离对形成涂层特点的影响机制,以及铝涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀机理,揭示出铝涂层内部孔隙是影响其耐腐蚀性能的最主要因素,孔隙含量可由孔隙率表示,并指出随着孔隙率的增大,其耐腐蚀性能降低。但是并未详细指出涂层内部孔隙的含量和形状大小对涂层耐腐蚀性能的影响,因此通过进一步优化热喷涂技术制备铝涂层的工艺,研究不同孔隙含量的铝涂层和不同形状大小孔隙的铝涂层在实际服役工况下的具体耐腐蚀程度,对今后热喷涂铝涂层的实际应用具有重要的科学意义,是今后的重点研究方向之一。     

高速电弧喷涂 Mo 涂层性能初探

目的初步研究高速电弧喷涂Mo涂层的综合性能,为进一步发展热喷涂Mo涂层制备工艺提供参考。方法利用高速电弧喷涂设备在45Cr Ni Mo VA钢表面制备Mo涂层,采用场发射扫描电镜、X射线能谱仪、显微硬度测试仪及电子万能试验机等对涂层形貌、成分、显微硬度及结合强度进行表征和测试,并结合断口微观形貌对拉伸断裂机理进行分析。采用CETR-3型多功能摩擦磨损试验机,在润滑条件下对涂层进行不同载荷的摩擦磨损实验,通过磨损体积及表面磨痕微观形貌分析涂层的摩擦磨损性能及机理。结果 Mo涂层具有一定量的微观孔隙,氧化物含量低,与基体结合牢固可靠,平均显微硬度高达416.3HV0.1,平均内聚强度为22.7 MPa。拉伸断口呈脆性断裂,并伴有半熔融颗粒剥落留下的剥落坑。润滑条件下,涂层在10,30,50 N载荷下的磨损体积分别为1.1×107,4.4×107,5.5×107μm3。结论高速电弧喷涂可成功制备Mo涂层,涂层与基体为机械结合。在润滑条件下,涂层的磨损体积随载荷增大而增大,不同载荷下的磨损机理均以粘着磨损为主。     

热喷涂金属陶瓷涂层后处理技术的研究进展

首先,从热喷涂的后处理技术方向入手,重点综述了激光重熔后处理技术、热处理后处理技术的研究进展,简要分析了两种后处理技术对金属陶瓷涂层界面综合性能、界面结合强度、内聚强度、耐磨性、残余应力等的影响,指出外部因素(激光重熔参数、热处理工艺参数、材料种类、重熔方式和热处理的时间等)和内部因素(金属陶瓷涂层本身的特性)对两种后处理技术的影响.然后,介绍了几种材料后处理技术(喷丸和热等静压后处理技术),分析了其对材料性能的影响.其次从微观层次入手,探索和分析了热喷涂后处理技术的原理和其中存在的问题,且对其研究和发展方向做出了预测.最后,在前人研究的基础上,结合近些年常用的涂层后处理技术和一些材料后处理技术,提出了采用一种新的后处理技术——感应重熔技术和超声深滚技术耦合对喷涂涂层实施后处理,且初步制定了研究的技术方案,并对其特色点和创新之处进行了总结,同时对该研究进行了可行性分析.     

爆炸喷涂Al-Cu-Fe准晶涂层性能分析

目的 提高准晶涂层内部准晶相含量,进而研究Al-Cu-Fe准晶涂层的各项性能。方法 采用爆炸喷涂的方式在2A12铝合金基底上制备了Al-Cu-Fe准晶涂层。借助SEM、XRD等手段对Al-Cu-Fe准晶粉体的组织形貌、物相形成进行研究。采用显微硬度计、拉力试验机测试涂层的力学性能。采用比热容测试仪、激光热导仪检测涂层的热性能。使用摩擦磨损试验仪研究了涂层的摩擦磨损性能。结果 水雾化法制成的Al-Cu-Fe准晶粉体主要包含准晶相和少量的β-Al_42.54Cu_34.65Fe_22.81相,准晶含量为73%。882℃为准晶相的熔点,粉体在800℃的退火温度下准晶含量能达到98.7%。涂层在700℃下比热容为0.749 J/(g·K),热导率为5.913W/(m·K)。涂层的显微硬度为569.4HV0.3,经退火处理最高硬度可达658.33HV0.3。涂层的结合强度为33.25 MPa,退火处理后结合强度为58.75 MPa。涂层在不同载荷和温度下,摩擦因数为0.768～0.512(均低于基体),在15 N和20 N的载荷下磨损率...     

超音速等离子喷涂Mo涂层的载流摩擦磨损性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备Mo涂层，利用场发射扫描显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）观测涂层显微形貌与组织成分，分析了载流摩擦中的电接触模型及电弧成因，利用滑动式摩擦试验机研究了电流强度对涂层粗糙度、表面温升及摩擦磨损性能的影响。结果表明：制备的Mo涂层组织致密、氧化程度低，与基体结合方式为“机械铆合”；随电流增加，摩擦副间电弧能量急剧升高，起弧率与表面粗糙度先降低，后上升。其中收缩电阻和微电容产生的自感电动势促进了电弧形成；摩擦副表面的温升由摩擦热、焦耳热、电弧热共同决定，与电流强度呈正相关；摩擦因数受表面粗糙度、材料剪切强度、表面膜等因素共同影响，随电流增加呈下降趋势。此外，载流条件下会出现黏着磨损、氧化磨损、电弧烧蚀等磨损，加剧了涂层剥落与磨粒磨损，但形成的摩擦膜可以有效保护涂层，降低磨损率。     

热喷涂高温自润滑涂层研究现状

鉴于现代高技术装备用高温润滑涂层的服役温度越来越高、条件越来越复杂,且对高可靠性及长寿命等方面的要求日益苛刻,亟需研究新型高温自适应润滑涂层材料在其服役条件下的环境适应性和稳定性。综述了目前国内外对该类涂层的组分设计和相关制备技术,重点分析了利用热喷涂技术制备高温自润滑涂层的研究现状,并从制备工艺和涂层组分调控方面阐述了该类涂层研究取得的成果和存在的问题。提出未来针对热喷涂高温自润滑涂层的制备应利用先进的喷涂设备,选用物相组分相近的喷涂粉末,并结合组分设计调控,以涂层具有良好的涂基力学性能、耐腐蚀性能、抗高温氧化性能为前提,使涂层在高温环境下可借助摩擦物理或摩擦化学过程,来赋予其良好的高温自润滑性能,重点研究涂层的组分构效关系和综合应用性能。运用材料氧化热力学-动力学理论,从涂层"高温力学-高温摩擦学-耐高温稳定性"三方面来考核材料的综合使役性能,并探讨其高温润滑摩擦机理。