超音速电弧喷涂粒子速度的测定

在电弧喷涂中,喷涂粒子的速度是影响涂层质量的重要因素,超音速电弧喷涂系统利用超音速气体雾化,加速喷涂粒子,增加喷涂粒子的速度,从而改善了涂层质量,采用Ｋｏｄａｋ１０１２型高速运动分析仪对喷涂粒子的速度进行了测定,结果表明,喷涂φ２．２ｍｍＴ８钢丝时,喷涂粒子的平均速度可达到２９１ｍ／ｓ。     

等离子喷涂工艺参数对粒子速度和温度的影响

在G型喷嘴下，利用SprayWatch-2i喷涂粒子速度、温度测试仪在线测量粒子的飞行参数，研究了等离子喷涂工艺参数对喷涂粒子速度和温度的影响，并对等离子喷涂氧化锆粉末的主要工艺参数进行优化分析。在诸因素中．气体流量对粒子速度和温度的影响最为显著，随着主气流量的增加，粒子速度有所增加。     

超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr粒子行为试验研究

采用DPV-eVOLUTION型热喷涂监控装置对超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr过程中的粉末粒子特性进行研究,重点分析喷涂工艺参数对火焰中粒子的温度、速率的影响规律。结果表明:粒子速率、粒子温度和粒子直径并不沿火焰中心线对称分布;在喷涂过程中,直径较小的颗粒可以获得更高的速率;当喷涂距离增加时,粒子的速率和温度均存在极大值;气体流量的增加导致粒子温度和速率同时提高。     

改进型等离子喷枪的粒子飞行特性

对非转移型等离子喷枪改进设计,并用SprayWatch-2i喷涂粒子速度温度测试仪对喷涂粒子速度进行测试,比较了喷枪改进前后和不同喷嘴对ZrO2粒子速度和温度的影响.研究表明,改进型喷枪使粒子速度明显提高,超过音速;减小喷嘴孔径有助于提高粒子速度;随着粒子速度的提高,粒子加热时间缩短,粒子温度有所降低.     

冷喷涂粒子速度-温度协同作用及复合喷涂新工艺研究进展

从冷喷涂粒子速度与温度协同问题出发,归纳总结了影响冷喷涂涂层质量的主要因素,并在此基础上,重点综述了喷嘴结构、气体类型与性质、粒子形态与材料等工艺参数与粒子速度-温度的作用关系.提高喷枪喷嘴扩张段膨胀比,改善黏性效应,提高高速区面积,使用高热扩散系数材料的喷嘴,均能够显著改善粒子速度-温度的协同效果.在工业应用中,可采用喷丸辅助冷喷涂、激光辅助冷喷涂、静电辅助冷喷涂、真空冷喷涂等新型复合沉积技术,实现高强低塑性喷涂粒子材料的沉积成形.最后,就如何深入研究速度-温度高质量协同并获得高质量涂层进行了展望.     

基于响应曲面的Ar气氛超音速等离子喷涂钛涂层

采用超音速等离子喷涂可低成本、高效率制备钛涂层。采用响应曲面法（RSM）中的Box-Behnken（BBD）设计分析了Ar流量、功率、喷涂距离3个因素与超音速等离子射流中钛粒子飞行速度和温度的交互性,利用SEM和显微硬度计研究了钛涂层的微观结构和显微硬度。结果表明：建立的线性模型可靠,喷涂距离对粒子飞行速度和温度影响最大,且随喷涂距离增加粒子飞行速度减小温度增加,而Ar流量和功率对粒子飞行速度和温度的影响与喷涂距离相反。超音速等离子喷涂制备出的钛涂层硬度较低,且呈多孔结构,随粒子飞行速度增加孔隙率降低。     

离心雾化等离子喷涂粒子的形成及其分布研究

介绍了离心雾化等离子喷涂技术的工作原理和喷涂粒子的雾化机理，分析了雾化粒子的形成过程。通过试验收集喷涂粒子，使用扫描电镜观察雾化粒子的表面形貌，统计分析了在不同转速的情况下粒子的粒度及其分布，并与理论计算值进行了比较。研究表明，离心雾化等离子喷涂中粒子球形度较好，随着电极转速的提高，粒子的粒度减小，和电弧喷涂的粒子相比，离心雾化等离子喷涂的粒子粒度较大，且分布较均匀。分析了粒子粒度及其分布的影响因素，结果表明粒子粒度与消耗电极的转速、半径、熔融液滴的密度成反比，与熔融液滴的表面张力成正比。     

MCrAlYs高温封严涂层制备工艺的优化及其性能

采用真空等离子喷涂与大气等离子喷涂的复合方法在K77基体材料表面制备出具有三层结构的MCrAlYs高温封严涂层,分别测量了涂层的金相组织、结合强度、表面洛氏硬度(HR15Y)以及抗粒子冲刷能力等性能.研究结果表明:喷涂功率是影响高温封严涂层性能的关键因素,喷涂功率高,粒子熔化好、涂层结合好、抗粒子冲刷性能相对较高;但是喷涂功率过高,涂层表面洛氏硬度相对较高,使用过程中,涂层易对转子叶片造成磨损伤害.因此选择合适的喷涂功率以在涂层结合效果与表面硬度之间建立一个平衡是高温封严涂层应用的关键.研究发现:在试验范围内,31 kW为最合适的喷涂功率.     

HVOF喷涂工艺参数对WC-10%Co4%Cr涂层孔隙率的影响

本文在常规WC-10%Co4%Cr（质量分数）粉末喷涂工艺基础上,通过改变煤油流量、氧气流量、喷涂距离三个主要工艺参数,采用JP5000超音速火焰喷涂系统进行了一组三因素三水平的正交实验。对涂层孔隙率进行正交分析,确定了喷涂距离是影响涂层孔隙的主要因素。结果表明,在常用的喷涂距离300～360 mm中,300 mm喷涂距离的涂层孔隙率可达到1%以下。在喷涂距离300 mm、煤油流量26 L/h、氧气流量945 L/min的最优参数下,涂层孔隙率为0.76%。结合金相厚度以及显微维氏硬度分析机理,得出喷涂距离300 mm的粒子具有更高的动能,以及更明显的粒子筛选效应,使得缺陷粒子不易沉积在基体表面,获得的涂层具有更低的孔隙率,涂层的硬度均匀性更好。在相同的喷涂距离下,通过提高煤油和氧气流量可以获得较高粒子动能和筛选效应。     

等离子喷涂过程中纳米粒子生长分析

为了研究等离子喷涂过程中纳米粒子的生长情况,从而为喷涂工艺参数优化提供参考,在B rook晶粒生长经典理论基础上,计算了等离子喷涂纳米ZrO2-7%Y2O3粉末过程中纳米粒子尺寸变化,分析了不同温度历程及纳米粒子初始尺寸对其生长的影响.同时,对纳米团聚体粉末进行等离子喷涂试验.结果表明,纳米结构涂层是由一定比例完全熔化...     

多功能超音速火焰喷涂粒子特性的数值模拟

通过建立多功能超音速火焰喷涂火焰流场的数值模型,对超音速火焰喷涂粒子的速度特性和温度特性进行数值模拟,其结果揭示了多功能超音速火焰喷涂粒子的速度和温度的变化规律.根据数值模拟结果分析了粉末粒度对火焰焰流速度和温度的影响,用不同粒度参数重复模拟计算,这对喷涂粉末的加速和加热性能具有重要意义.     

电爆喷涂粒子的约束调控机制及对沉积行为的影响

采用对喷涂粒子进行槽内约束的电爆喷涂方法,研究了喷涂粒子在垂直槽中的约束调控机制及其沉积行为。结果表明:约束深度达20mm时,即喷涂距离为丝径的100倍时,仍可获得连续、均匀的涂层。约束宽度从6mm减小至2 mm,涂层表面呈现出由粗糙的"丘壑状"形貌向均匀的"薄饼状"形貌逐渐过渡的演变趋势,且涂层厚度显著提高;能量密度从57 J/mm~3提高至152 J/mm~3,同样可提高涂层厚度并改善涂层均匀性。对喷涂粒子进行收集,发现减小约束宽度和提高能量密度均可有效细化喷涂粒子并使喷涂粒子粒径分布更加均匀。分析认为,由焦耳加热导致的"热膨胀效应"和击穿电弧伴生的"压力效应"共同决定电爆冲击波和喷涂粒子的形成,并随能量密度和约束参数的变化,对喷涂粒子表现出不同的约束调控作用,使其沉积行为产生显著差异。     

双丝电弧喷涂中粒子交叉飞行行为的在线测量及分析

采用两根具有不同熔点的材料分别作为双丝电弧喷涂的阳极和阴极丝材,采用SprayWatch-2i热喷涂监测系统,通过对融熔粒子飞行中温度的在线测量分析,直接验证了粒子的＂交叉飞行＂现象.利用能谱仪（EDS）定量研究了两极的材料和氧化物在喷涂沉积丘中的分布,并分析了这些分布特征在不同喷涂距离上的变化规律,结果发现,沿喷涂丘的横截面,来自阴极和阳极的扁平化粒子以接近反对称的方式分布.在所测量的两个喷涂距离上,各种成分（包括氧化物）的含量随喷涂距离变化不大.而且电弧喷涂涂层中具有约10 %左右的氧化物含量.     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

超音速电弧喷涂粒子速度的计算机仿真

粒子速度对涂层质量有重要的影响,计算机仿真是确定粒子运动规律的有效方法。通过建立数学模型,对超音速电弧喷涂纯铝的粒子速度进行了仿真计算,结果表明,粒子飞行过程中经历了一个加速减速的过程,直径40μm的粒子最大速度为365m／s,最大速度点离喷嘴出口52mm,试验测得的粒子最大速度为386m/s,位置在喷嘴出口40～60mm范围内。仿真计算反映了射流中粒子的运动特征,从理论上证明超音速电弧喷涂的粒子速度超过音速。     

HVOF喷涂WC-12Co粒子沉积行为分析

目的 研究不同超音速火焰喷涂条件下WC-12Co粒子在45^#碳钢基体上的沉积变形行为。方法 基于Johnson-Cook塑性材料模型与Thermal-Isotropy-Phase-Change热材料模型,采用LS-DYNA进行建模分析。结果 不同喷涂参数下,WC-12Co粒子在45^#碳钢基体上的沉积行为存在明显差异。沉积过程中,粒子等效塑性应变幅度高于基体;粒子边缘位置等效塑性应变幅度高于粒子中心轴线位置;粒子初始速度与初始温度的增加有助于提升结合界面温度与粒子扁平化程度;粒子初始温度与粒子初始速度对接触界面能量变化影响程度基本一致,单位粒子初始速度与温度提升的能量贡献比 分别为0.78以及0.76,二者的能量贡献比近似相同;适度的基体预热( =500 K)可以促进粒子变形,加深沉积坑深度,增大粒子与基体的结合面积,有助于提升粒子与基体之间的结合强度。基体过冷( =300 K)将导致粒子“翘曲”,降低粒子与基体之间的结合面积,基体过热( =600 K)将导致二者结合处于不稳定状态,易引起粒子剥落,二者均不利于粒子与基体的有效结合。结论 一定范围内提升粒子初始速度、温度与基体初始温度,可以提高粒子扁平化程度,增大粒子与基体结合面积,提升粒子与基体的结合性能,进一步提高涂层质量。     

超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2工艺的参数优化

采用四因素三水平正交试验,通过在线监测喷涂粒子的温度和速度,对电流、电压、喷涂距离和主气流量四个超音速等离子喷涂的主要参数进行优化设计.结果表明:四个因素对喷涂粒子温度的影响均较大,电压和主气流量对喷涂粒子速度的影响较大;优化的工艺参数为电压150 V、电流400A、喷涂距离85 cm、氩气流量4.2m3/h,采用该优...     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

高速电弧喷涂雾化过程的数值模拟,等离子喷涂ZrO2热障涂层的抗热震性能研究,用于加热辊的TiO2＋40％Al2O3陶瓷加热涂层,微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层的体外生物活性研究,等离子喷涂过程中粒子的氧化及其对涂层性能的影响……     

等离子喷涂ZrO2热障涂层工艺参数优化设计

为了深入研究等离子喷涂ZrO2粒子的飞行特征与涂层性能之间的关系，采用三水平四因素正交试验法对主气、辅气、电流及喷涂距离等4个主要参数进行了优化设计，并采用DPV2000热喷涂在线监测仪测定了ZrO2粒子的飞行特征参数，通过IA32定量金相分析软件对涂层的孔隙率进行了测试。结果表明，影响ZrO2粒子温度的主要因素为主气和辅气，影响ZrO2粒子飞行速度的主要因素为喷涂距离和辅气。     

冷喷涂Cu涂层过程中粒子速度的影响因素分析

简要介绍了冷喷涂技术特点及工艺原理。利用粒子测速仪对各种因素下的粒子速度进行了测试；借助扫描电镜观察了涂层以及涂层与界面的形貌；具体讨论和分析了气体压力、温度、粉末以及喷涂距离等因素对颗粒速度的影响。