超音速火焰喷涂制备CrC-NiCr耐磨涂层试验研究

利用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在St T16/25Mo合金表面成功制备了Cr3C2-NiCr耐磨涂层,获得了制备Cr3C2-NiCr耐磨涂层的工艺参数。结果表明:Cr3C2-NiCr涂层致密、孔隙率很低、显微硬度和结合强度较高,具有优异的耐高温、耐磨、耐蚀和抗氧化性能,涂层厚度等各项指标均符合技术文件的要求;采用的HVOF喷涂工艺参数合理,Cr3C2-NiCr涂层可应用于阀杆、阀头和导套等关键零部件的生产中。     

超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺在TP347不锈钢基体上制备了厚度达180μm的WC/Co涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪对涂层的组织及相组成进行了研究,用显微硬度计和WE-10A试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行了测试。结果表明,涂层物相主要由3种组成,分别为WC、W2C、Co3WC。该涂层显微硬度最大达1137HV0.1/20,结合强度可达63.7 MPa。     

电站锅炉受热面管耐腐蚀涂层性能的试验研究

针对目前电站锅炉“四管”爆漏严重的问题,研究了4种合金的热喷涂涂层在20G钢650℃表面涂盐情况下的腐蚀动力学规律,并对腐蚀后的涂层表面进行了分析。试验结果表明,各涂层表面均生成各种Cr的化合物,形成致密保护膜,提高了基体的抗热腐蚀性能,其中以亚音速火焰喷涂金属陶瓷复合粉末NiCr／Cr3C2抗蚀性能最为优越。     

燃煤锅炉轴流式引风机叶片耐磨涂层的应用研究

针对燃煤锅炉轴流式引风机叶片的磨损机理,设计并制备了Ni60及NiWC35喷熔层、3Cr13火焰喷涂层、LX88A电弧喷涂层、微米结构及纳米结构WC-12Co超音速火焰(HVOF)喷涂层。研究分析了不同喷涂层的组织结构、硬度及抗冲蚀磨损性能,探讨了HVOF喷涂的纳米结构WC-12Co涂层的抗冲蚀磨损机理。研究表明:HVOF喷涂的纳米结构WC-12Co涂层与普通微米结构的WC-12Co涂层相比组织结构更致密,显微硬度提高50%左右,在所有的试验涂层中具有最优良的抗冲蚀磨损性能,其耐磨性比微米WC-12Co涂层提高1倍左右,可望在轴流式引风机上得到广泛的应用。     

超音速火焰喷涂制备Cr_3C_2-NiCr耐磨涂层试验研究

利用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在St T16/25Mo合金表面成功制备了Cr_3C_2-NiCr耐磨涂层,获得了制备Cr_3C_2-NiCr耐磨涂层的工艺参数。结果表明:Cr_3C_2-NiCr涂层致密、孔隙率很低、显微硬度和结合强度较高,具有优异的耐高温、耐磨、耐蚀和抗氧化性能,涂层厚度等各项指标均符合技术文件的要求;采用的HVOF喷涂工艺参数合理,Cr_3C_2-NiCr涂层可应用于阀杆、阀头和导套等关键零部件的生产中。     

HVAF和HVOF喷涂WC-CoCr涂层的组织性能对比

WC-CoCr涂层的组织结构和抗冲蚀性能主要取决于喷涂工艺。采用活化燃烧-超音速火焰喷涂(HVAF)和传统超音速火焰喷涂(HVOF)2种工艺喷涂WC-CoCr涂层,并对这2种WC-CoCr涂层的组织结构和抗冲蚀性能进行对比。结果表明:HVAF涂层孔隙率为0.2%,而HVOF涂层孔隙率为2.3%,与HVOF相比,HVAF涂层具有较低的孔隙率及表面粗糙度,涂层组织结构更均匀;HVAF过程中,WC颗粒在沉积过程中破碎,WC颗粒细小,HVAF焰流中WC的分解程度弱于在HVOF焰流中的分解程度;HVAF涂层平均硬度达到1 450HV0.3,在15°攻角下,其抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了59.4%,比0Cr13Ni5Mo基体提高了104.1%;90°攻角下,HVAF涂层的抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了16%。     

高速电弧喷涂Fe—Al／Cr3C2RE复合涂层抗高温腐蚀性能探讨

使用Fe—Al／Cr3C2RE粉芯喷涂丝材,结合高速电弧喷涂技术（HVAS）在20钢上制备Fe～Al／Cr3C2RE复合涂层,同时以Fe—Al／Cr3C2涂层为比较。通过对涂层进行650℃下涂盐热腐蚀试验,借助扫描电镜观测腐蚀前后涂层表面形貌,利用XRD确定涂层的相组成,对腐蚀后涂层截面进行EDS分析。结果表明：Fe～Al／Cr3C2RE复合涂层在650℃时的涂盐抗热腐蚀性能明显优于基体20钢及同类型的复合涂层。Cr元素及稀土氧化物是Fe—Al／Cr3C2RE复合涂层性能优异的主要原因。     

新型火电厂锅炉水冷壁防护涂层性能研究

为解决火电厂锅炉水冷壁热腐蚀问题,采用高速火焰喷涂技术首次制备出Fe-Al/SiC复合涂层,并对涂层的结合强度、显微硬度、抗热震性能和耐热腐蚀性能进行了研究。结果表明:Fe-Al/SiC复合涂层基体为Fe-Al相(Fe3Al、FeAl),SiC硬质相分布于涂层之中,与基体结合良好。整个涂层组织致密,呈现典型层状特征,具有较高的结合强度和显微硬度,孔隙率低,具有优异的抗热震性能和耐热腐蚀能力。经过150h涂盐热腐蚀后,Fe-Al/SiC复合涂层的腐蚀增重只有20号钢的30%左右。涂层材料成本低廉,便于现场使用,应用前景广阔。     

基体硬度对冷喷涂层组织结构和性能的影响

为分析Co基合金材料用于冷喷涂修复不同硬度基材的可行性,在3种不同硬度的基体材料表面,采用冷喷涂工艺制备了Co基合金涂层,并进行了组织结构、硬度、冲蚀磨损性能以及抗腐蚀性能研究。结果表明:随着基体硬度的增加,Co基合金粉末颗粒变形更加明显;304不锈钢基体表面涂层的孔隙率低于Cu基体和司太立合金基体表面涂层的孔隙率;在司太立合金基体上的喷涂态Co基合金涂层硬度高于其他2种基体涂层的硬度;3种基体表面涂层的盐雾腐蚀和电化学腐蚀性能无明显差异,但其电化学腐蚀性能均优于各基体;Cu基体表面涂层受到30°攻角冲蚀磨损时,其质量损失比其他2种涂层高22%;但在90°攻角冲蚀磨损时,3种涂层质量损失相当;基体与冷喷涂粉末硬度的匹配影响涂层的组织和性能。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2RE复合涂层抗高温腐蚀性能探讨

使用Fe-Al/Cr₃C₂RE粉芯喷涂丝材,结合高速电弧喷涂技术（HVAS）在20钢上制备Fe-Al/Cr₃C₂RE复合涂层,同时以Fe-Al/Cr₃C₂涂层为比较。通过对涂层进行650℃下涂盐热腐蚀试验,借助扫描电镜观测腐蚀前后涂层表面形貌,利用XRD确定涂层的相组成,对腐蚀后涂层截面进行EDS分析。结果表明:Fe-Al/Cr₃C₂RE复合涂层在650℃时的涂盐抗热腐蚀性能明显优于基体20钢及同类型的复合涂层。Cr元素及稀土氧化物是Fe-Al/Cr₃C₂RE复合涂层性能优异的主要原因。     

HVOF喷涂WC-10Co-4Cr涂层耐泥沙冲蚀试验研究

本文以两种不同的HVOF喷涂系统和三种商用粉末在0Cr13Ni5Mo基材上喷涂六种WC-10Co-4Cr涂层,用料浆罐冲蚀设备对涂层和基材的砂浆冲蚀行为进行了研究,分析了显微结构和显微硬度对涂层冲蚀性能的影响及涂层冲蚀后的表面形貌。结果表明,在本文实验范围内涂层和基材的冲蚀失重均随冲蚀时间线性增加;各攻角下,WC-10Co-4Cr涂层的耐冲蚀性远远优于0Cr13Ni5Mo不锈钢;除了分层和裂纹明显的涂层外,其余涂层的冲蚀失重均表现出对攻角不敏感的特征。低攻角下涂层出现较浅的表面脱落,冲蚀机制以粘结相的微切削为主,涂层硬度起到一定作用;高攻角下涂层的流失机制主要为片状剥落,尽管气孔率大的涂层出现较深的凿坑,然而分层结构和层间裂纹的存在对片状剥落程度的影响更大。     

HVOF喷涂WC-10Co-4Cr涂层耐泥沙冲蚀研究

以两种不同的HVOF喷涂系统和三种商用粉末在0Cr13Ni5Mo基材上喷涂6种WC-10Co-4Cr涂层,用料浆罐冲蚀设备对涂层和基材的砂浆冲蚀行为进行了研究,分析了显微结构和显微硬度对涂层冲蚀性能的影响及涂层冲蚀后的表面形貌：结果表明,在本文实验范围内涂层和基材的冲蚀失重均随冲蚀时间线性增加。各攻角下,WC-10Co-4Cr涂层的耐冲蚀性远远优于0Cr13NiSMo不锈钢。除了分层和裂纹明显的涂层外,其余涂层的冲蚀失重均表现出对攻角不敏感的特征。低攻角下涂层出现较浅的表面脱落,冲蚀机制以粘结相的微切削为主,涂层硬度起到一定作用。高攻角下涂层的流失机制主要为片状剥落,尽管气孔率大的涂层出现较深的凿坑,然而分层结构和层间裂纹的存在对片状剥落程度的影响更大。     

电站锅炉受热面涂层抗高温氧化性能的研究

针对电站锅炉受热面因高温氧化而导致的爆漏,采用Q235低碳钢作为基体,分别喷涂PS45、FeCrAl、4Cr13等3种涂层,与没有涂层保护的钢研102钢管材进行抗高温氧化试验。结果表明,没有涂层保护的钢研102钢抗氧化能力较差,而Q235低碳钢经电弧喷涂保护后其抗氧化性能得到大幅度的提高。其中,PS45涂层中由于Cr、Ni含量较高,在试样表面可持续形成结构致密、性质稳定的Cr2O3保护层,具有优异的抗氧化性能,使试样得到充分保护。     

气力输灰系统中磨损件的磨损失效机理分析及延寿技术研究

在分析输灰系统中进料阀、料位计的磨损失效机理的基础上, 在进料阀、料位计表面, 利用电爆炸高速喷涂技术制备了耐磨蚀的NiCr+WC 涂层。对涂层的微观形貌、厚度和显微硬度等进行实验测量和分析,结果表明, 制备的NiCr+WC 涂层显微硬度平均高达HV1 100; 涂层与基体之间存在10 μm 左右的重熔带, 证明基体与涂层间为冶金结合。磨粒磨损试验数据显示: 在相同的运行条件下, 涂层的磨损失重量是基体的1/3, 涂层可有效地起到保护基体的作用, 适合于工程应用。     

电弧喷涂0Cr19Ni9涂层抗蚀性能研究

在20号钢基体上利用电弧喷涂0Cr19Ni9,同时对喷涂好的试样进行涂盐腐蚀试验,用数学方法对腐蚀动力学曲线进行拟合,并利用扫描电镜、能谱分析及X-ray等对其抗腐蚀机理进行了探讨。研究结果表明,0Cr19Ni9涂层表面致密的氧化铬可阻止腐蚀的深入,抗蚀效果良好。     

等离子喷涂的陶瓷涂层的特性

测量分析了三种等离子喷涂的陶瓷涂层 (Al2 O3 、Cr2 O3 、Cr3 C2 +NiCr)的显微组织、孔隙率、显微硬度及结合强度等性能 ,并通过吹砂试验对三种涂层的抗磨损性能进行了比较。结果表明 ,在抗冲蚀磨损方面 ,Cr2 O3 陶瓷涂层优于Al2 O3 及Cr3 C2 +NiCr涂层。     

HVAF喷涂WC-12Co涂层的空蚀、磨损及磨蚀性能研究

采用两种生产工艺不同的WC-12Co粉末,通过活性燃烧高速燃气喷涂（AC-HVAF）技术制备了两种耐磨涂层,在旋转圆盘磨蚀试验台上对其在清水空蚀、浑水泥沙磨损和浑水空蚀三种工况条件下的磨损性能及机理进行了系统的试验研究。结果表明在三种试验工况下,涂层的耐磨损性能要远远优于金属基体,空蚀和泥沙磨损之间存在相互强化的关系。对喷涂粉末、涂层的显微组织、涂层磨损形貌进行扫描电镜观察,研究表明喷涂粉末性能对涂层的结合强度、显微硬度、孔隙率及磨损性能有着重要的影响。     

汽轮机通流部件抗冲蚀涂层组织性能及应用

针对汽轮机通流部件冲蚀损伤机理,采用超音速火焰喷涂制备了NiCr和WC-Co金属陶瓷涂层,研究分析了不同涂层的组织结构、机械性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能,探讨了2种涂层的磨粒磨损机理及冲蚀磨损机理。研究结果表明,超音速火焰喷涂制备的NiCr金属陶瓷涂层结合强度为70 MPa,孔隙率为0.5%,涂层致密。NiCr和WC-Co金属陶瓷涂层表现出相近的磨粒磨损和冲蚀性能,与2Cr13基体材料相比其抗磨损和冲蚀性能均得到显著提高。但是经过80次540℃的热循环后,NiCr金属陶瓷涂层保持完好,无明显开裂,而WC-Co涂层热循环后涂层发生明显的开裂失效。因此NiCr金属陶瓷涂层能够作为耐水蚀、耐固体颗粒侵蚀涂层应用在汽轮机通流部件上,显著提高通流部件抗冲蚀性能,有利于延缓通流部件使用寿命,具有广阔的应用前景。     

燃料电池不锈钢双极板CrN/CrC薄膜表面改性研究

采用离子镀技术在质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面制备了CrN/CrC多层薄膜。测试结果表明,与未镀膜的不锈钢基体相比,镀膜不锈钢的接触电阻(120N/cm2压紧力)降低2个数量级,并且耐蚀性能显著改善,腐蚀电流密度降低0.5~1个数量级。同时,镀膜不锈钢的耐久性亦大幅提升,改性薄膜可以有效保护不锈钢基体免受腐蚀损害。     

喷涂工艺影响

喷涂工作包括以下工序:1.为了提高涂层与基体的结合强度而对基体表面的预处理;2.喷涂;3.视需要对涂层进行喷后处理(例如热处理,涂层填充处理等等)。一、基体预处理 1、除油、除锈由于大部份情况下涂层与基体属于机械结合,为了保证涂层与基体的结合力,基体表面处理十分重要,就是自熔合金涂层与基体表面属于半熔合性质的情况下,基体