超音速火焰喷涂WC-Co-Ni涂层结构和性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)在不同喷涂工艺条件下制备WC-Co-Ni涂层.涂层的组织结构和相结构分别采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行表征.涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性采用压痕法进行计算和表征.涂层的磨损性能采用销盘磨损实验进行表征.结果 表明:丙烷流量增大,超音速火焰焰流温度和速度增大,...     

超音速火焰喷涂WC-MoCoB涂层的制备和性能研究

本文主要在初始 WC-Co 体系中加入 Mo 和 B4C 粉末, 采用球磨混料-喷涂造粒-真空烧结技术制备出含有三元硼化物的热喷涂粉体, 通过超音速火焰 (HVOF) 喷涂工艺制备出 WC-MoCoB 涂层。 采用扫描电子显微镜、硬度计、 压痕仪、 X 射线衍射和滑动磨损试验表征了涂层的微观结构、 力学性能、 物相组成以及滑动磨损性能。结果表明： 与常规 WC-Co 涂层相比, WC-MoCoB 涂层具有低孔隙、 结合致密的微观结构; 涂层的硬度分布稳定性、 弹性模量和断裂韧性均得到了提高。 WC-MoCoB 涂层滑动磨损性能的增强主要体现在更低的摩擦系数和显著降低的磨损率; 同时提高的塑性变形极限和对微犁切削的抑制作用、 增强的界面结合和改善的力学性能均对磨损过程起到了关键作用, 有效地抵抗了磨损。     

离心式注水泵火焰超音速喷涂金属陶瓷涂层性能试验研究

通过研究离心式注水泵的使用工况及失效机理,设计了一种火焰超音速喷涂工艺制备的以镍、钴合金为主的复合金属陶瓷涂层提高离心式注水泵叶轮的泵效,对涂层进行金相观察、显微硬度分析、涂层结合强度试验及耐空蚀性能测试,结果表明,镍基金属陶瓷涂层与基体结合强度高,抗空蚀性能优良.     

超音速火焰喷涂CoCrW耐磨涂层的性能研究

本文针对自产Co25Cr10Ni8W合金粉末,采用HVOF工艺制备了CoCrW涂层,研究了氧气流量、煤油流量、喷涂距离对CoCrW涂层性能的影响,确定了制备CoCrW涂层主要的喷涂参数为:喷距340mm;O2流量24L/m3;煤油流量900L/h。对制备的涂层进行了性能检测,涂层结合强度达到54.08Mpa;HR15N为83.5;孔隙率为0.6%。     

超音速火焰喷涂Ni-MoS_2涂层结构与性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备了镍包二硫化钼涂层,二硫化钼的含量约为22%,试验并分析了涂层的显微结构、硬度、结合强度、摩擦学特性,结果表明,涂层致密,孔隙率低,结合强度为13.68MPa,硬度为HRB94.5,涂层有较强的抗裂纹萌生与扩展的能力。涂层干摩擦系数约为0.25～0.32,圆柱状的磨粒分布均匀,在摩擦副中有滚子的功能,能有效地减少磨损,涂层的磨损机理为磨粒磨损。     

超音速等离子喷涂WC-Co涂层的冲蚀磨损机理研究

用超音速等离子喷涂(HEPJet)和两种进口高速氧燃气火焰喷涂设备(JP-5000和DJ-2700)制备WC-Co涂层,进行了30(°)和90(°)攻角的冲蚀磨损对比试验,分析了涂层的SEM磨损形貌。结果表明超音速等离子喷涂WC-Co涂层抗冲蚀性能与JP-5000相当,要优于DJ-2700;在30(°)冲蚀磨损条件下,WC-Co涂层的失效行为表现为疲劳剥落和微切削2种特征;在90(°)冲蚀磨损时,涂层的失效主要是垂直表面的磨粒冲击力导致涂层疲劳剥落。     

热处理对超音速火焰喷涂 NiCoCrAlY 涂层组织性能的影响

采用超音速火焰喷涂制备了NiCoCrAlY合金涂层,采用真空热处理工艺对涂层进行了后处理,研究了热处理前后涂层的结构形貌、界面以及涂层结合强度的变化。研究结果表明:热处理后涂层的缺陷和孔隙由8.3%降低至1.4%;SEM和EDS分析表明,涂层与基材之间发生了元素互扩散,涂层与基体形成了约20μm的扩散层,涂层的结合强度由42.1MPa提高到55.6MPa。热处理后,涂层/基体界面形成的扩散层改善了界面结合状态,有助于消除界面处的残余应力,并形成冶金结合,从而提高涂层的结合强度。     

Ce和B对超音速等离子喷涂高铝铜合金涂层组织结构的影响

采用DH-2080型超音速等离子设备将粒度53～106μm的高铝铜合金粗粉喷涂到45#钢表面制备涂层。在高铝铜合金粉末中加入微量元素Ce和B,研究Ce和B对高铝铜合金粗粉的超音速喷熔性能以及涂层组织结构的影响。结果表明:未加入元素Ce和B的涂层氧化严重,尤其是在界面处聚集大量氧化物,涂层和基体不能实现有效结合,涂层中较多的氧化物和孔隙隔离层流片熔结,并且涂层成分偏析严重。加入微量稀土元素Ce和B后,喷熔层组织细小均匀,成分分布均匀,涂层氧化程度大大减小,涂层和基体结合良好。Ce和B的加入还可改变涂层组织相的形成规律,即由原来的非平衡结晶方式转变为平衡结晶方式。此外,Ce和B的加入使涂层硬度由362 HV提高到432 HV。     

大气等离子喷涂、HVOF和激光重熔法制备涂层的腐蚀性能

人们对可承受极端环境的高质量涂层的追求是无止境的。此类涂层应用范围广,从食品生产、制药工业设备到海上和电厂等更恶劣环境上都有涉及,使得产品零部件使用寿命延长,停机时间减少,产品组件材料更换的可能性降到最低。通常只有需要同时兼顾几种材料性能,这样才可以创造一种新的材料。这也意味着工业界关注几种涂层处理方法所能提供的涂层性能。本文将针对三种不同的工艺探究其可能性,它们分别是大气等离子喷涂(APS),高速火焰喷涂(HVOF),激光熔覆。选用钴基和镍基涂层材料为研究对象。在一定程度上选用碳化钨,氧化铬及一种封孔涂层进行对照分析。利用标准电化学设备来直接分析不同工艺及相应涂层的腐蚀特性,并进一步利用光学显微镜(LOM)、扫描电子显微镜(SEM)来解释和支撑电化学测试结果。     

超音速火焰喷涂CoNiCrAlY涂层的动态力学性能研究

采用超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen fuel, HVOF)方法在GH4169表面制备CoNiCrAlY封严涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的微观形貌和物相成分。采用涂层结合强度拉伸试验和分离式霍普金森压杆试验测试了涂层的结合强度和动态力学性能。结果表明：HVOF制备的涂层较为致密,孔隙率为0.58%,涂层的结合强度大于59 MPa。显微硬度为HV 438.6,动态硬度为HV 481.6,较静态硬度提高了9.8%。在应变率为2253 s^-1左右时,试样发生断裂,动态压缩断裂强度为1925 MPa,涂层表现出一定的应变率强化效应。随着应变率的增加,涂层呈现不同的破损结果,主要有塑性变形、脆性剥离和剪切断裂且伴有黏着特性的破碎。     

超音速火焰喷涂TiB2 -Co涂层组织性能研究

采用机械合金化技术制备TiB2 -Co金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术制备TiB2 -Co金属陶瓷涂层.对TiB2 -Co金属陶瓷涂层的显微结构、硬度、耐磨损性能及磨损损机制进行研究。研究结果表明,涂层表面存在完全熔化区和部分熔化区;涂层呈典型的叠层状结构,与基材结合良好;涂层的硬度明显高于基体金属,是基体金属的4.5倍;磨损失重量仅为基体金属的磨损失重量的1/4;涂层磨损试样表面存在空穴和犁沟,其磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。     

金属基低压等离子喷涂界面的结合性能及微结构研究

采用奴氏印痕法、X射线衍射技术（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线能量散射谱（EDS）等方法研究了Ni/Fe,Cu/Ni低压等离子喷涂材料的喷涂界面结合性能及微结构特征。喷涂界面的结合性能与其微结构、微成分特征密切相关。Ni/Fe试样具有结合良好的界面,界面层为在晶态（Fe,Ni）氧化物上弥散分布着纳米级（Fe,Ni）金属间化合物细晶的结构,界面区有明显的元素扩散;Cu/Ni试样喷涂界面层为典型的非晶相,界面区未见明显的元素扩散。不同微观特征的喷涂界面对应的宏观界面结合性能有明显差异,Ni/Fe喷涂界面结合强度明显优于Cu/Ni喷涂界面。对Ni/Fe、Cu/Ni喷涂界面断裂的微观机理进行了探讨。     

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层的滑动摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备了Cr_3C_2-25%NiCr陶瓷,对涂层的组织结构、显微硬度及在滑动摩擦条件下的失重进行了分析,得出了涂层摩擦因数与时间的关系,对涂层的滑动摩擦磨损机理进行了分析。结果表明Cr_3C_2-25%NiCr涂层致密,孔隙率为0.96%,涂层截面的显微硬度平均值HV_(0.3)为867。涂层稳定的摩擦因数为0.1。初始阶段涂层的磨损主要是磨屑对涂层的磨粒磨损作用,摩擦稳定后涂层的磨损主要是由于相对运动面的磨削作用。     

超音速火焰喷涂NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷涂层抗结瘤性能研究

以NiCrAlY和Y2O3粉末为原料通过两种工艺分别制备出团聚烧结和混合型NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷粉末,研究了该两种用于热喷涂给料粉末的颗粒形貌及粉末性能.使用该两种粉末及一种商用CoCrAlY-Y2O3通过超音速火焰喷涂(HVOF)在不锈钢基体上制备厚度约为100um的涂层。研究了涂层的孔隙率及抗热冲击能,将四种热喷涂涂层在高温下与MnO,Fe3O4及含锰碳钢进行接触反应后对它们的抗结瘤性能进行了相对的静态比较,结果表明,团聚烧结NiCrAlY-Y2O3涂层具有较好的抗锰氧化物的结瘤,而抗铁氧化物结瘤性能差。团聚烧结金属陶瓷涂层比混合型陶瓷涂层具有更好的抗氧化物结瘤性能。     

超音速火焰喷涂制备Cr2AlC涂层组织性能研究

采用真空分段烧结法制备了两种不同粒度的高单相Cr2AlC化合物粉末,并使用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在GH4169高温镍合金上制备了Cr2AlC涂层,对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,测试了涂层的显微硬度、孔隙率,并采用扫描电子显微镜(SEM)对喷涂粉末及涂层截面形貌进行了观察,结合扫描电镜能谱仪(EDS)和X射线衍射研究了涂层相组成,分析了粉末粒度对涂层微观组织结构的影响。研究结果表明:采用超音速火焰喷涂成功制备了厚度超过200μm的Cr2AlC涂层,涂层与基体紧密结合,涂层微观组织致密,采用较细的粉末有利于得到更高致密度的涂层。在喷涂过程中,有少量Cr2AlC粉末发生分解形成Cr7C3化合物。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的高温摩擦磨损性能

WC-Co-Cr是一类具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀的金属陶瓷复合涂层材料,常用于工业生产中苛刻服役环境的工件表面防护。本试验采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在Q235钢表面分别制备了WC-12Co-4Cr和WC-12Co复合涂层。使用XRD、光学显微镜、SEM以及附带的EDS、显微硬度计分别对比研究了两组涂层的物相、微观形貌、元素分布、显微硬度和孔隙率。采用球盘式摩擦试验机重点研究两组涂层在常温(25℃)、300℃、600℃下的摩擦磨损性能。实验结果表明,加入Cr元素的WC-12Co-4Cr复合涂层的硬度为1050 HV0.5比WC-12Co涂层的995 HV0.5更高。常温和300℃下两组涂层的抗摩擦磨损性能基本相似,其中常温下WC-12Co-4Cr复合涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.4、2.61×10^-17 m³ (N·m)^-1,磨损机制为磨粒磨损。而在高温(600℃)条件下磨损机制转变为粘着磨损且抗磨损性能显著优于WC-12Co涂层;摩擦系数为0.62、磨损率为1.1×10^-15 m^...     

工艺参数对超音速火焰喷涂Fe基非晶涂层性能的影响

Fe基非晶涂层具有优异的耐磨、耐蚀性能,以及较高的性价比,适合在表面防护涂层领域广泛应用。本文通过正交试验研究了煤油流量、氧气流量、送粉速率、喷涂距离对超音速火焰喷涂制备的Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能的影响。采用图像法、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对Fe基非晶涂层的孔隙率、硬度、耐磨性能进行了表征。采用X射线衍射仪和扫描电镜分别对涂层的相组成和显微结构进行了表征。通过极差分析法分析得出以涂层孔隙率最低为目标的优化制备工艺,最佳喷涂工艺参数为:煤油流量0.41 L/min,氧气流量830 L/min,喷涂距离430 mm,送粉速率40 g/min。结果表明:送粉速率和氧气流量对涂层孔隙率影响较大,进而影响涂层的硬度及耐磨性能。孔隙率随着氧气流量和送粉速率的增加而增加,随着煤油流量和喷涂距离的增加而降低。制备的Fe基非晶涂层硬度达到1158.9HV0.2,孔隙率为1.22%,磨损实验的质量损失量只有316L不锈钢的一半。