超音速火焰喷涂WC-12Co涂层工艺优化

为了进一步优化JP5000超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的制备工艺,本文采用四因素三水平正交实验方法研究了喷涂距离、煤油流量、氧气流量和送粉量等四个主要工艺参数对WC-12Co涂层孔隙率和显微硬度的影响。结果表明:煤油流量是影响涂层孔隙率和显微硬度的最显著因素,氧气流量与喷涂距离次之,送粉量的影响较小;本次试验得到的优化工艺参数为喷涂距离380mm、煤油流量22.5L/h、氧气流量2050SCFH、送粉量5.5r/min。在此工艺参数下制备的WC-12Co涂层,其孔隙率为0.33%,显微硬度为1392HV300。     

工艺参数对氧-丙烷超音速火焰喷涂纳米WC-CoCr涂层组织及性能的影响

采用氧-丙烷超音速火焰喷涂技术在ZG06Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备了纳米WC-10Co4Cr涂层,研究了工艺参数对涂层组织及性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别表征了涂层的物相成分和微观组织,采用维氏硬度计和金相分析仪分别测定了涂层显微硬度和孔隙率。在料浆冲蚀条件下测试了涂层的抗泥沙冲蚀磨损性能,并分析了纳米WC-10Co4Cr涂层的冲蚀磨损机制。结果表明:不同工艺条件下制备的纳米WC-10Co4Cr涂层的主要物相为WC、W_2C和非晶态CoCr,物相含量受丙烷流量的影响较大。涂层主要由多尺度的微米-纳米WC硬质颗粒和CoCr合金粘结相组成,同时含有一定的微观孔洞、缝隙等缺陷。涂层孔隙率随丙烷流量和喷涂角度的增大而降低,而随送粉速率和喷涂距离的增大先降低后提高;涂层的显微硬度随丙烷流量、送粉速率和喷涂距离的增大先提高后降低,而随喷涂角度的增大而提高。最佳喷涂工艺条件为:丙烷流量68 L/min,送粉速率45～55 g/min,喷涂距离250 mm,喷涂角度90°。纳米WC-10Co4Cr涂层抗泥沙冲蚀性能最大可达不锈钢基材的14.26倍,冲蚀磨损机制主要为交变应力下的疲劳剥落。     

爆炸喷涂WC-14Co涂层工艺优化

采用四因素三水平正交试验方法对爆炸喷涂WC-14Co涂层工艺进行了优化。主要从氧燃比、填枪比、喷涂距离和送粉量四个工艺参数入手,探究了其对涂层孔隙率和显微硬度的影响。结果表明:对WC-14Co涂层来说,填枪比是对孔隙率和显微硬度影响最大的因素。优化后工艺参数为氧燃比1.014、填枪比70%、喷涂距离200mm、送粉量7.8g/min。在此工艺条件下制备的涂层孔隙率为0.12%,显微硬度为1120HV_(0.3)。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰（HVOF）喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明：在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层在含Cl~-环境中的腐蚀行为

在Q235钢表面,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、万能试验机、显微维氏硬度计等设备对涂层的显微组织、成分、力学性性能进行研究。采用盐雾试验和电化学极化测试技术研究了WC-10Co4Cr涂层在含Cl~-环境中的腐蚀行为与电化学特性。结果表明,WC-10Co4Cr涂层组织均匀致密,涂层力学性能优异,结合强度平均值为71.03MPa,涂层平均显微硬度为1290.74HV0.3。盐雾试验384h后WC-10Co4Cr涂层表面生成了致密的腐蚀产物层,有效阻止了腐蚀介质的侵入,具有良好的长期防护效果。电化学测试结果表明,在含Cl~-环境中,WC-10Co4Cr涂层具有优异的耐腐蚀性能,能够对基体起到有效的保护作用。     

面向工程机械绿色再制造的超音速火焰喷涂碳化钨硬面涂层的性能

绿色再制造工程在上世纪八十年代国际上兴起,并成为发展最快的新型研究领域和新兴产业之一。本文利用超音速火焰喷涂技术制备WC-12Co涂层,探讨了该涂层在磨损失效的ZL50C型装载机驱动桥差速器的十字轴领域的应用可能性。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线、显微硬度计和拉伸测试对所制备的涂层进行了评定,以硬度为目标,所获的优化工艺参数为:丙烷压力为0.45MPa,流量为17L/min,氧气压力为0.65MPa,流量为167L/min,喷涂距离为275mm。通过优化工艺参数制备的WC-12Co涂层致密,孔隙率低于1%,涂层由WC、Co和部分分解的W2C等组成;涂层的显微硬度为1100HV0.1左右,结合强度超过63.7MPa。通过在十字轴的表面制备了厚度约500μm的WC-12Co涂层,恢复了轴的直径尺寸,并大大改善了十字轴的耐磨性,该类涂层适用于十字轴等耐磨工程机械零部件的再制造。     

大气等离子喷涂WC-12Co涂层的组织结构与性能研究

采用大气等离子喷涂(APS)方法在45钢基体上制备了WC-12Co涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观形貌和成分进行了分析;采用显微硬度计和万能试验机分别测定了涂层的显微硬度和结合强度;并用SRV-Ⅳ摩擦磨损试验机测试了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:WC-12Co涂层组织均匀致密,在喷涂过程中仅少量的WC发生了氧化分解,生成W_2C和Co_3W_3C相。涂层力学性能优异,结合强度平均值为50.63 MPa,涂层表面平均硬度为85.7 HR15N,截面平均显微硬度为1 053.8 HV0.3。相对于304不锈钢,等离子喷涂WC-12Co涂层具有十分优良的耐磨损性能,在室温(25℃)至300℃范围内,WC-12Co涂层的磨损机制为磨粒磨损。     

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。     

HVOF喷涂超细WC-12Co耐磨涂层微观组织结构及性能研究

采用超细碳化钨和草酸钴为原料通过喷雾干燥造粒、氮气保护烧结、氢气还原等工艺得到WC-12Co超细热喷涂粉末材料.通过超音速火焰喷涂(HVOF)制备超细WC-12Co耐磨涂层.通过扫描电子显微镜对制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料及超细结构耐磨涂层的微观组织结构进行分析.对制备的超细结构耐磨涂层的结合强度、硬度进行表征.结果表明制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料适合于超音速火焰喷涂制备超细WC-12Co耐磨涂层,制备的超细WC-12Co耐磨涂层性能优异.     

热喷涂WC-17Co涂层摩擦磨损及电化学腐蚀性能研究

利用大气等离子体喷涂在45钢表面制备WC-17Co涂层,综合评价了涂层的耐磨性及耐腐蚀性能。通过X射线衍射仪对涂层相成分进行了表征;对涂层室温滑动摩擦磨损性能及电化学腐蚀行为进行了测试。结果表明:制备态涂层中存在W2C脱碳相,W2C主要形成于热喷涂涂层过程;滑动摩擦磨损试验表明WC-17Co涂层具有优良的耐磨性能,在8 N载荷下滑动摩擦磨损25 min,其磨损量仅为0.088 g;在3种溶液中电化学腐蚀试验显示WC-17Co涂层在10%HCl溶液中的自腐蚀电位最高,为-254 mV,同时腐蚀速率也最大,达2.686E-1mm·a-1。     

FeCrBSiC电弧喷涂层磨损及热腐蚀性能研究

设计开发了一种FeCrBSiC粉芯丝材,采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备相应涂层,通过XRD、SEM、磨粒磨损试验机及高温箱式电阻炉等对其微观组织结构、磨粒磨损及热腐蚀行为进行表征,同时与工程中广泛应用的NiCrTi涂层进行了对比研究.结果表明,涂层均具有热喷涂典型的层状结构,且较为致密,孔隙率低于3％; Fe基涂层组织更为均匀,其氧化物含量显著低于Ni基涂层.所设计Fe基涂层平均显微硬度约为1107.3HV0.1,其耐磨性也更为优异,达到Ni基涂层4倍以上.两种涂层在650℃时的热腐蚀动力学曲线均呈抛物线形式,表面生成连续致密的氧化膜阻止了腐蚀介质向涂层内部的渗透,能够对基体起到有效的防护作用.     

HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层：粉末颗粒形貌和喷涂参数对涂层微观组织、性能和高温耐磨性的影响

热喷涂碳化铬涂层广泛应用于高温耐磨环境。在这样高温的恶劣环境下,许多相会产生分解、氧化以及涂层组织变化,从而影响其耐磨性。尽管可以认为Cr3C2-NiCr涂层在高温条件下的组织分解将取决于喷涂微观结构和喷涂参数,但在这方面的研究较少。本文旨在设计出更好的喷涂参数,以提高碳化铬涂层在高温滑动磨擦磨损条件下的显微结构性能。通过X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）观察两种Cr3C2-NiCr相所形成的涂层组织,并且观察飞行颗粒的温度和速度。本文研究了800％下滑动摩擦行为与喷涂参数和涂层微观结构的关系,同时测量涂层在滑动磨擦前后的维氏硬度（300gf）。     

激光熔覆高熵合金涂层组织结构及强化机理研究进展

激光熔覆作为一种绿色、高效的表面处理技术,能够快速制备组织致密、晶粒细小,与基体呈高强度冶金 结合的涂层,是近年来高熵合金领域的研究热点之一。概述了现有高熵合金涂层材料体系和制备方法,重点讨论 了激光熔覆CoCrFeNi-M 典型过渡族高熵合金涂层的组织结构,及其耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能,并归纳了 涂层的强化机制和方法。CoCrFeNi-M 系合金涂层主要呈现FCC 固溶体结构,综合力学性能普遍较好,通过合金 体系调控,在细晶强化、固溶强化、第二相强化等作用下,能够获得硬度、耐磨性、耐蚀性等性能的进一步提升。 同时,概述了激光熔覆难熔高熵合金涂层的组织结构,耐磨、耐蚀、抗高温氧化性能及性能强化机制,该体系合 金涂层主要呈现BCC 固溶体结构,硬度较高但室温韧性普遍不足,具有较好的高温强度,在高温领域具有较好 的应用前景,但抗高温氧化性能普遍不足,仍需通过合金体系优化进一步提升。此外,总结了基于激光熔覆技术 开展的高熵合金涂层制备及研究中存在的问题和不足,并展望了未来的发展方向。     

硼化钼基涂层的制备及耐磨抗蚀性能研究

针对连续热镀锌生产线中沉没辊、轴套等零部件的腐蚀磨损问题,采用造粒烧结制备了MoB-Al2O3(MA)复合陶瓷粉末,采用等离子喷涂工艺制备了MA复合陶瓷涂层,测试了涂层的显微组织、显微硬度及耐熔融锌液腐蚀磨损性能.结果 表明,涂层显微组织均匀,显微硬度约1300HV100.采用细粒度粉末、粘结底层和封孔工艺制备的MA涂...     

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。     

制备工艺方法对 NiCrFeMo 涂层组织和性能影响研究

采用等离子喷涂、 超音速火焰喷涂和冷喷涂工艺制备了 NiCrFeMo 涂层, 并对涂层的金相性能、 不同基体 材料下涂层的结合性能、 不同温度下涂层的耐磨性能进行了检测。 实验结果表明： 采用冷喷涂工艺制备的涂层孔 隙率最低, 对应涂层的结合强度最高, 但冷喷涂工艺制备的涂层对基体材料较为敏感, 而超音速火焰喷涂和等离 子喷涂受基体材料影响不大。 在室温下, 冷喷涂涂层显示出较优的耐磨性能, 在高温下超音速火焰喷涂涂层显示 出较优的耐磨性能。     

大型船舶柴油机气缸套再制造中涂层设计及性能研究

针对大型船舶柴油机气缸套内壁的失效机理,本文设计及制备了3Cr13高速电弧喷涂层、NiCr-Cr3C2及NiWC25亚音速火焰喷涂层。分析了不同涂层的性能,重点探讨了涂层磨损机理。研究表明:3Cr13涂层相对另两种涂层组织致密,结合强度及显微硬度高、抗热震性能及耐磨性优异,能达到气缸套内孔尺寸修复与强化的双重作用,可望广泛应用于大型船舶柴油机气缸套的再制造中。     

Optimizing High-Velocity Oxygen Fuel-Sprayed WC–17Co Coating Using Taguchi Experimental Design to Improve Tribological Properties

High-velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spraying is one of the best methods for depositing conventional WC–Co cermets. The aim of the present work was to optimize the WC–17Co coating deposited using HVOF spraying process. Taguchi fractional factorial experimental design (L18) and ANOVA were used to optimize the process parameters. Seven factors (spray distance, oxygen flow rate, carrier gas flow rate, powder feed rate, coating thickness, substrate preheat temperature and grit type) were selected. Grit type had two levels, and the others had three levels. The coating properties measured were wear resistance, microhardness and roughness. Pin-on-disk wear tests were used for measuring wear. Scanning electron micrographs were used to investigate the cross sections of the coatings and the morphology of the as-sprayed coatings, and their relationship between the process parameters and energy-dispersive X-ray was used to analyze the coatings. In Taguchi method, “lower the better” quality was used for optimizing roughness and “higher the better” quality was used for optimizing wear resistance and microhardness. The most influential factor on increasing wear resistance and microhardness was powder feed rate and on reducing the roughness was oxygen flow rate. In addition, the influence of grit type on wear resistance and microhardness and the influences of grit type and substrate preheat temperature on the coating roughness were negligible.