电热爆炸喷涂WC/Co涂层组织和性能研究

利用电热爆炸喷涂技术,在45钢表面制备了WC／Co耐磨涂层,使用SEM和XRD分析了涂层的组织与相结构,使用显微硬度计和纳米压痕仪测试了涂层的硬度和弹性模量。结果发现,电热爆炸喷涂WC／Co涂层致密,无明显的层状结构;涂层的显微硬度最高达到了2836HV0．1,平均为1704HV0．1;纳米压痕仪测得涂层的弹性模量为346．8GPa;涂层的相组成主要为WC和W2C;在涂层与基体的结合区,出现柱状晶,证明涂层与基体主要是冶金结合。     

电热爆炸定向喷涂Stellite 6合金涂层

采用电热爆炸定向喷涂工艺在45号钢基体上制备stellite6合金涂层。借助光学显微镜，扫描电镜和图像分析软件等对涂层厚度均匀性、孔隙率，显微组织、晶粒度以及涂层基体界面结合情况进行了分析。借助显微硬度仪对涂层的硬度进行了测试。对不同尺寸喷涂材料所得涂层进行了比较。结果表明，两种不同尺寸喷涂材料制备的涂层组织晶粒均大大细化，涂层孔隙率都比较低；小截面积的喷涂材料制备涂层的厚度均匀性好于大截面的喷涂层；涂层与基体界面结合良好，在界面附近发生了扩散现象；涂层硬度均远远高于原始stellite6喷涂材料硬度，最高分别达到997HV和738HV，为原始硬度的2～3倍。且小尺寸喷涂材料涂层硬度高于大尺寸喷涂材料涂层硬度。     

电热爆炸定向喷涂法制备钼涂层

运用电热爆炸定向喷涂新方法在45#钢基体上制备了钼涂层。借助扫描电镜以及能谱仪对涂层的组织结构、形貌以及涂层成分进行了分析。借助显微硬度测试仪对涂层硬度进行了测试。利用图像分析软件对涂层的晶粒尺寸进行了测量。实验表明：涂层组织晶粒细小，涂层硬度提高，HV值最大到达14110MPa，为原始硬度的3倍，且涂层致密，孔隙率低。能谱分析表明，喷涂过程没有发生氧化现象。     

电热爆炸超高速喷涂MoSi2基涂层的实验研究

利用电热爆炸超高速喷涂技术,在低碳钢基体上原位合成了MoSi2及其合金化涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、显微硬度计等分析了涂层的微观组织、相组成、元素分布及显微硬度。结果显示,三种涂层均由MoSi2或Mo(Si,Al)2主相组成,其显微组织主要为树枝晶,涂层均匀致密,组织细小。涂层的硬度在1200~1440HV之间。加入Cr和Al元素可使硬度降低,合金化主要改变了涂层的相组成和组织组成。涂层与基体之间有原子扩散,为冶金结合。     

电热爆炸喷涂和等离子喷涂联合法制备热障涂层的研究

采用电热爆炸喷涂和等离子喷涂联合制备热障涂层,以电热爆炸喷涂法在DZ125合金表面制备NiCoCrAlY粘结层,以等离子喷涂技术制备陶瓷顶层。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对所制备的粘结层进行分析,结果表明:电热爆炸喷涂的粘结层与基体结合良好,喷涂态的粘结层的相主要由Ni3Al组成。采用联合法制备的热障涂层,在喷涂态的陶瓷层、粘结层、基体3者结合良好,界面清晰。在高温热循环过程中,粘结层/陶瓷层界面间生成了连续、致密的Al2O3膜,阻碍粘结层的氧化。粘结层/TGO界面产生平行于界面的裂纹,是导致热障涂层失效的主要原因。     

电热爆炸喷涂法制备Ni-Co-Cr-Al-Y合金粘结层的氧化行为

采用电热爆炸喷涂法在DZ125合金表面制备了Ni-Co-Cr-Al-Y合金粘结层,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对所制备的粘结层进行了分析.结果表明,所制备的粘结层与基体结合良好,晶粒细小.粘结层在1050℃热循环后其表面生成了致密的Al2O3氧化层,起到了保护基体的作用.试验结果表明,采用电热爆炸喷涂法能够顺利制备Ni-Co-Cr-Al-Y合金涂层.     

电热爆炸喷涂的发展及其关键技术分析

电热爆炸喷涂是一种新型的表面工程技术,可用于零件内孔以及外表面的耐磨、防腐涂层的制备.电热爆炸喷涂反应可形成冶金结合层,同时涂层为微晶、纳米晶组织结构,这些特点提高了涂层的强度和塑性、耐磨性和耐蚀性.在技术的发展过程中,也遇到了如何研发高稳定性喷涂装置、如何解释电热爆炸喷涂反应机理、如何提高喷涂效率、如何降低喷涂成本等一系列问题.若上述问题能够得到有效的解决,将极大的拓展电热爆炸喷涂工艺应用领域.     

电热爆炸喷涂NiAl-TiB2复合涂层

利用电热爆炸超高速喷涂设备,在镍基高温合金基体上喷涂了含TiB2分别为0、10和20％(质量分数,％)的NiAl复合涂层.分析结果表明涂层均由亚微米晶粒组成,涂层与基体间为冶金结合.加入TiB2显著的提高了NiAl的硬度.在1000℃的等温氧化实验结果表明,NiAl涂层的抗氧化性高于NiAl-TiB2复合涂层.     

钢管内表面偏心电热爆炸喷涂钼涂层

设计了爆炸丝偏心安置实现圆管内表面电爆炸喷涂方案。通过对涂层厚度与喷涂距离之间关系的理论推导和试验研究,建立了电爆炸丝偏心安置工艺参数的计算方法。进行了圆管内表面偏心电爆炸喷涂试验,在φ57mm×120mm钢管内表面制备钼涂层。结果表明:利用偏心爆炸喷涂方法得到的涂层,在钢管轴向和周向都有较好的均匀性,电热爆炸喷涂对基体组织的影响很小。     

电热爆炸喷涂法原位合成MoSi2涂层的试验研究

利用电热爆炸喷涂设备,在低碳钢基体上制备了MoSi:涂层.对涂层进行了显微组织、相结构、元素分布及显微硬度分析.结果表明,涂层中存在树枝晶、柱状晶和等轴晶,晶粒细小致密均匀.涂层主要由MoSi2相组成,并含有微量的Mo5si3相.涂层与基体间存在着原子扩散现象,为冶金结合.涂层显微硬度为1000～1400 HV0.1.     

电爆炸喷涂Ti6Al4V涂层研究

用电爆炸喷涂工艺在45钢基体上制备了钛合金Ti6Al4V涂层.用光学显微镜和扫描电镜对涂层显微组织进行观察分析,对不同喷涂距离下涂层厚度和孔隙率进行了比较.结果表明:涂层致密,没有出现传统热喷涂涂层具有的层状结构;涂层与基体界面结合良好,在界面附近发生了扩散现象;涂层孔隙率低于0.55%;低喷涂距离喷涂所制备的涂层厚度大于高喷涂距离喷涂所得涂层厚度.     

电热爆炸喷涂法制备NiAl基合金涂层

利用金属导体NiAl系合金箔，电热爆炸产生的瞬间高能量冲击波效应，制备NiAl、NiCrAlRE两种等离子体喷涂层。通过涂层SEM等检测，可以看出涂层具有纳米晶、微米晶组织结构，同时涂层与基体可以形成冶金结合层，涂层与基体之间存在明显的过渡层。经高温氧化、氯化、硫化耐蚀性测试，得出两种等离子体喷涂层的腐蚀变化规律，从而优选出耐高温腐蚀的NiCrAlRE电热爆炸等离子体涂层。     

管约束WC粉末电爆喷涂涂层的形成

采用压敏胶载送粉末连续电爆喷涂方法,进行WC粉末电爆喷涂,分析初始电压与喷射腔横截面积对涂层形成的影响。结果表明:在3~7 mm喷涂范围内,可形成表层为液相喷涂层和底层为气相沉积层的复合涂层。在较小的喷射腔横截面积下升高初始电压,能提高爆炸的区域温度和产物速度,增加气相份额。分析认为:气相优先形成气相沉积层,且气相沉积层与基体结合致密;残留的液相滞后喷射,并覆盖在气相沉积层上形成液相喷涂层。     

管约束钼丝电爆喷涂涂层特性

采用连续送丝的管约束电爆喷涂方法,进行钼丝的电爆喷涂实验,分析不同初始充电电压和喷涂距离所得涂层的结合强度,以及涂层表面形貌和截面特征。结果表明:在一定的喷涂距离范围内,可获得完全由液态金属撞击基体表面形成的液态喷涂层。根据VDI3198检测标准,液态喷涂层的结合强度属于HF-1～HF-3级。随着喷涂距离的增加,喷涂材料中掺杂的固相颗粒增多,所得涂层的结合强度变小。初始充电电压升高,获得液态喷涂层的最大喷涂距离减小。     

电热爆炸法原位合成Fe-Al系金属间化合物涂层的研究

利用电热爆炸喷涂装置将纯铝喷涂到Q235钢基体上原位合成FeAl和Fe3Al金属间化合物涂层,通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和显微硬度计对涂层的物相进行了分析.结果表明,采用电热爆炸法在合适的喷涂距离下可合成具有亚微米晶的Fe3Al金属间化合物涂层,该涂层的硬度达630 HV0.05.涂层与Q235钢基体实现了冶金结合.     

电弧电压对低能等离子喷涂WC-Co涂层组织及性能的影响

使用烧结破碎的WC-12%Co粉末,采用轴向送粉等离子喷涂系统制备WC-Co涂层。保持电弧电流不变,增加工作气体中的氢气含量来提高电弧电压,以研究电弧电压对于涂层微观结构的影响。使用X射线衍射仪(XRD)分析WC-Co涂层的脱碳相变,使用扫描电子显微镜(SEM)观察粉末的熔化程度、扁平化状态和涂层的微观结构,使用MH-6维氏硬度计和MM200磨损试验机分别测量了涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明,提高电弧电压有利于粉末的熔化。根据熔化程度的不同,粉末会呈现四种典型的扁平化状态。提高电弧电压促使碳化钨脱碳生成的W_2C和Co_3W_9C_4,涂层中硬质相体积增加,钴基体积减小。适当提高电弧电压有利于增加涂层的硬度和耐磨性,但过高的电弧电压会恶化涂层质量,反而降低涂层的硬度和耐磨性。     

粉末粒度对WC-Co涂层结构和性能的影响

采用低功率内送粉等离子喷涂设备,选择两种粒度不同的WC-Co粉末,在不同功率下,在不锈钢基体上制备WC-Co涂层。利用XRD、SEM等分析手段对原始粉末和涂层的显微结构和物相组成进行观察和分析,利用显微硬度仪测量涂层显微硬度。结果表明:与细粉相比,粗粉喷涂涂层的组织致密、均匀,孔隙率小。粗粉喷涂涂层显微硬度可达1500 HV以上,涂层主晶相是WC,也存在少量W2C相,随着等离子能量增加,W2C增多;细粉喷涂涂层,WC发生大量的脱碳分解,涂层主晶相是W2C,显微硬度低。因此粗粉在适当功率下更适合低能等离子喷涂。     

两种电热爆炸喷涂层高温防腐性能对比研究

采用电热爆炸喷涂方法在45钢基体上制备高铬镍基45CT、SL30涂层,分别在800℃对两种涂层进行氧化和氯化腐蚀测试,研究涂层在高温状况下的腐蚀行为,同时借助SEM、XRD等检测手段,分析涂层在高温环境中的腐蚀特点及腐蚀机理.通过各项测试可以看出这两种高铬含量喷涂层组织致密,孔隙率极低,与基体材料具有优异的结合性,以冶金结合方式存在,其中SL30涂层组织更为致密,同时较45CT涂层平滑.此外,SL30喷涂层表现出了更为优异的耐蚀性,高温耐蚀效果好于45CT涂层.