电弧喷涂制备含非晶/纳米晶涂层及其性能研究

采用电弧喷涂技术,在低碳钢基体上制备了含非晶/纳米晶铁基涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究.结果表明,涂层各区域的组织均匀一致,由熔融和半熔化状态的液滴的连续堆积而成层状,致密度高,孔隙率低,氧化物含量较少,并具有很高的硬度和耐磨性,显微硬度为1 393.52 HV0.1,同等试验条件下,涂层耐磨粒磨损性能为Q235钢的18.7倍.     

电弧喷涂非晶纳米晶复合涂层材料研究

FeCrBSiNb非晶纳米晶复合涂层和FeAlNbB金属间化合物非晶纳米晶涂层均由非晶和纳米晶两相结构组成,涂层结合强度高,摩擦磨损性能等明显优于传统耐磨涂层,在机械金属零件的再制造修复领域应用前景广阔。     

一种等离子喷涂钼基非晶纳米晶涂层

一种钼基非晶纳米晶复合涂层及制备方法，涉及等离子喷涂钼基合金涂层，特别是涉及非晶纳米晶复合涂层。本发明针对过去利用热喷涂技术制备单一的非晶涂层或纳米结构涂层存在的问题，提出由钼基多元素非晶纳米晶合金粉末作为喷涂粉末，     

超音速火焰喷涂 Fe 基非晶耐磨涂层的组织与性能

采用超音速火焰喷涂 (HVOF) 在 304 不锈钢基体上制备了 FeSiBP 非晶涂层, 利用扫描电子显微镜、 X 射 线衍射仪、 维氏显微硬度计、 摩擦磨损试验机、 三维光学轮廓仪等设备对涂层的组织结构、 摩擦性能和磨损机制 进行了深入分析。 结果表明： 涂层大部分为非晶态, 非晶含量随着热量输入的增大呈先增加后减少的趋势。 当喷 涂参数为煤油流量 5.5 GPH, 氧气流量 2000 SCFH, 送粉器转速 4 RPM, 喷涂距离 360 mm 时, 涂层非晶含量可 达 83.8%, 硬度 857 HV0.2, 耐磨性是 304 不锈钢基体的 2.52 倍。     

等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm^-2,腐蚀速度0.869mm·a^-1.     

等离子喷涂制备铁基非晶-纳米复合涂层

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,Si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量.     

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。     

高饱和磁化强度铁基非晶纳米晶软磁合金发展概况

概括了铁基非晶软磁合金和纳米晶合金的发展历史和现状,分别详述了高饱和磁化强度(B_s)铁基块体和薄带非晶以及纳米晶合金近年来的研究成果.主要内容包括:高饱和磁化强度块体铁基非晶软磁合金成分和性能,高饱和磁化强度铁基非晶薄带软磁合金的成分和性能,高饱和磁化强度铁基纳米晶合金的组织、结构和性能,各类元素对合金磁性能的影响.为进一步研究高饱和磁化强度的铁基软磁材料提供了有价值的参考.     

非晶纳米晶双相结构Sn-Co-C负极材料的制备及性能表征

采用真空气雾化与高能机械球磨法结合,制备SnCoC复合材料作为锂离子电池负极材料,操作简单,时间短,易于实现工业化.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)检测合金粉末及复合材料的相结构和表面形貌,结果发现碳的引入不会对合金相结构产生影响,它以无定形碳形式存在,随着球磨时间的增加,合金由晶态向非晶态转变,且颗粒变得均匀,部分颗粒尺寸甚至达到纳米级.将制得材料组装成模拟电池,测试其电化学特性,结果表明:球磨20h的Sn-Co合金比未球磨的合金负极的比容量高且循环更稳定,而将台金与石墨球磨后,所得复合材料的电化学性能进一步提高,首次库仑效率最高达90.6％,50次循环后容量保持率66.7％.分析可知:通过将锡钴合金弥散在无定形碳中,获得非晶纳米晶双相结构的SnCoC复合材料.非晶材料的各向同性,能够缓冲Li-Sn在合金化-去合金化过程中产生的结构和电场应力;纳米级尺寸的材料内部空隙多,有利于锂离子的扩散;碳材料除了稳定的结构外还可以提供一定的容量.这些有利因素结合起来,极大改善了材料的电化学性能.     

金刚石压机制备大块非晶及纳米晶材料

超高压固结成形方法是非常有应用前景的大块非晶制备方法之一。利用该技术在金刚石压机上对Al82Ni10Y8雾化合金粉末进行了致密化。通过X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对粉末及大块合金试样的物相、形貌及微观结构进行了分析，结果表明，所制备的块体材料保持了原始粉末状态的非晶及纳米晶结构。     

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层微观组织及冲刷磨损性能研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层。研究了其微观组织及耐磨性能。试验结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11、WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2等相组成,未发现W2C以及W相;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约2.5%;WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200~800 nm;涂层具有优异的耐冲蚀磨损性能,其耐磨性较基体有很大的提高。涂层应用于水轮机叶片的修复,三个月汛期使用后涂层良好。     

热喷涂铁基非晶涂层喷涂工艺及耐磨性能的试验研究

采用超音速火焰喷涂技术在Q 235钢基体上制备致密的铁基非晶涂层,对非晶涂层的喷涂工艺和涂层的耐磨性能进行了研究。采用正交实验方法研究喷涂中煤油量、氧气量、送粉率对涂层性能的影响规律并对比分析涂层孔隙率、硬度和结合强度。采用扫描电子显微镜表征粉末及涂层的结构形貌及摩擦表面形貌,通过X射线衍射仪对涂层的物相和非晶含量进行分析,采用摩擦试验机分析对比涂层与钢基体的耐磨损性能并讨论了失效类型。实验结果表明在最佳工艺参数下涂层孔隙率、洛氏硬度和结合强度分别为0.14%、68.1 HRC、70.7 MPa,无明显裂纹和缺陷。和Q 235钢对比,涂层的摩擦系数更为稳定,磨损量更小,涂层磨损机制为疲劳磨损和粘着磨损并伴随轻微脆性剥落。     

AC-HVAF 喷涂微纳米复合 WC 涂层 在水电设备抗空蚀工程中的应用

水轮机过流部件的空蚀损伤引起设备本体材料流失, 破坏机组结构, 降低机组运行安全性。 涂层防护是抗 空蚀损伤的主要手段, 本文拟通过降低涂层孔隙率提高涂层的抗空蚀性能。 采用空气助燃超音速火焰喷涂技术 (AC-HVAF) 制备了微纳米复合 WC 涂层, 分别采用静态振动空蚀试验和高速流体空蚀试验进行涂层抗空蚀性能 表征, 结果表明, AC-HVAF 喷涂的微纳米复合 WC 涂层孔隙率为 0.2%, 涂层孔隙细小, 分布均匀, 涂层抗空蚀 性能优于传统 HVOF 喷涂涂层。 在水电站现场应用结果表明, 经过 5.5 年运行后, 涂层完好。 AC-HVAF 喷涂微 纳米复合 WC 涂层可有效提高水电设备的抗空蚀能力, 提高了机组的安全性。     

电弧喷涂CuNiIn抗微动磨损涂层性能研究

本文针对CuNiIn合金丝材,采用电弧喷涂工艺制备了CuNiIn涂层,研究了喷涂电压、喷涂距离、雾化气体及压力对CuNiIn涂层性能的影响.实验结果表明：随着喷涂电压（30～35V之间）的增大,涂层结合强度降低,硬度增大;随着雾化气体压力的增大,涂层的结合强度先增大后减小;采用氩气作为雾化气体可有效降低涂层的氧化物含量;采用优化后的喷涂工艺制备的涂层结合强度达到36.0 MPa、HR15Y为49.1、孔隙率为0.8％,涂层在频率10Hz、行程0.1mm、载荷50N实验条件下,20℃时摩擦系数为0.68,450℃时摩擦系数为0.72.     

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%。     

等离子与火焰喷涂镍铝涂层性能研究

采用等离子和火焰两种方法制备NiAl涂层,对比了NiAl复合粉末在这两种喷涂工艺条件下所得涂层的硬度、结合强度和组织结构。实验结果表明采用等离子法制备的NiAl涂层致密,涂层孔隙率低,与基体的结合强度高,且涂层的硬度较高。     

不同热处理条件下Fe非晶涂层组织和硬度变化

用Fe基非晶粉末作为喷涂材料,利用一种新型的活性燃烧高速燃气喷涂技术(AC-HVAF)在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了一种高非晶含量的Fe基非晶涂层,采用不同的热处理工艺来使喷涂的非晶涂层晶化,利用DSC分析来测定热处理后涂层中非晶和结晶形成的纳米晶之间的比例,用XRD观察涂层的晶体结构,场发射扫描电镜观察热处理后涂层的晶化状态,显微硬度仪测试涂层的显微硬度。试验结果表明:随着温度的升高涂层的晶化程度不断的增加,析出尺寸约为二十几纳米左右的纳米晶组织。在600～610℃热处理时,涂层晶化析出Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6相和Fe_7C_3相,而在615～630℃时,则主要为Fe_(23)(C,B)6相、Fe_(23)B_6相、Fe_(-)Cr相和原有的Fe_7C_3相。而随着温度的升高,涂层的显微硬度呈非线性的变化趋势。     

冷喷涂TC4合金涂层性能研究

冷喷涂技术由于处理温度低,在制备易氧化和热敏感材料方面有很大的优势,特别是制备钛合金涂层能保持钛不被氧化发蓝。不锈钢受氯离子影响在海洋环境中点蚀风险极大,影响了其在海洋环境的应用,钛合金涂层则可以有效的解决这个问题。本文采用冷喷涂方法在不同工艺参数下在304不锈钢表面制备了Ti-6Al-4V(TC4)合金涂层,利用微观方法观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4合金涂层表观形貌较为粗糙,且内部组织结构不够紧密,氧化程度没有明显增加,但是腐蚀电化学行为与TC4基体相当,是理想的表面处理技术,作为涂层材料可大大提升不锈钢在海洋环境下的耐点蚀性能,具有广阔的应用前景。     

大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂制备的CoMoCrSi涂层组织结构和性能

本文采用大气等离子(APS)和超音速火焰(HVOF)两种喷涂工艺制备了高硬度、高结合强度CoMoCrSi耐磨涂层,并进行了性能和成本对比分析。结果表明,通过参数优化后,APS制备的CoMoCrSi涂层硬度86HR15N,464HV300gf,结合强度45MPa;HVOF制备的CoMoCrSi涂层硬度89HR15N,699HV300gf,结合强度69MPa。HVOF制备的CoMoCrSi涂层,组织和各项性能均优于APS。XRD检测显示HVOF涂层为非晶态,APS则为晶态和非晶态,这可能与两种喷涂方式不同冷速有关。非晶态组织的出现,也可印证涂层性能的优异。APS生产效率为HVOF的2倍,每小时喷涂成本为HVOF的80%。两种工艺各有优势,可针对不同应用环境和需求选择合适的工艺。