Ti-B4C-C系在火焰喷涂时的SHS过程

以Ti—B4C—C为反应喷涂体系，依托SHS反应火焰喷涂制备TiC—TiB2复相陶瓷涂层技术，通过水淬熄实验，截取了喷涂过程中飞行不同距离的粒子，观测了不同飞行距离下，中间状态反应产物的宏观特征、成分和组织结构及其变化过程，理论探讨了复合粉体在氧．乙炔火焰焰流中的飞行燃烧过程与反应机理。研究表明，中间状态的反应产物按其宏观特征出现了完全熔融的实心陶瓷液滴、完全熔融的空心陶瓷液滴、表面熔融芯部未熔的陶瓷颗粒和完全未熔的陶瓷颗粒4种。其飞行燃烧过程机理是：SHS反应始于钛粉的熔化，对位于火焰焰流芯部的中小尺寸喷涂团聚颗粒，其燃烧合成受扩散和毛细管机制控制，以爆燃方式进行；对位于火焰焰流外围的较大尺寸喷涂团聚颗粒，其燃烧合成受组元熔解析出机制控制。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

镍合金涂层的组织和性能；冷喷涂Cu涂层过程中粒子速度的影响因素分析；中温回火对钛基体上镍基喷焊涂层组织和性能的影响；氩弧熔覆镍基自熔合金的工艺研究；WC颗粒增强Ni基合金涂层的组织与性能；超音速电弧喷涂耐磨涂层在电站锅炉受热面上的应用；增强相对高速电弧喷涂铁铝复合涂层摩擦学特性的影响；树脂基复合材料用陶瓷涂层防护性能分析。[编者按]     

在AZ91D表面SHS反应热喷涂Al-CuO系Al2O3基复相陶瓷涂层

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-CuO系铝热剂引入到喷涂材料中,在AZ91D表面制备了Al2O3基复相陶瓷涂层.结果表明:SHS反应热喷涂层综合性能明显优于传统热喷涂层,传统热喷涂层的热震次数、开气孔率、耐蚀性和耐磨性分别为14次、17.4%、基体的24倍和8.5倍;而反应热喷涂层则分别为40次、15.2%、基体的37倍和10.6倍.若辅以Ni-Al合金打底,喷后重熔工艺可使反应喷涂层的综合性能进一步提高.     

氧-乙炔火焰粉末喷熔技术的应用

一、概述维修热喷涂技术是近年来在设备维修中广泛应用的一项表面技术。热喷涂是将熔融状态的喷涂材料,通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上,形成喷涂层的一种金属表面加工方法。氧—乙炔火焰粉末喷熔技术是热喷涂技术之一。具有设备轻便简单,工艺操作简便,应用广泛灵活,适应性强,修复速度快,经济性好,噪音小等特点。二、喷涂修复机床导轨机床床身是机床主要部件,是切削引导的基准面。它的精度直接影响加工件的     

钢管涂塑方法——火焰喷涂法——《钢管涂塑技术》(14)

０概述火焰喷涂塑料粉末技术是一种适用于材料表面防护，表面强化和表面装饰的技术，它是在各种固体工程材料表面喷涂普通塑料或工程塑料粉末，用于制造基体与表层性能各异的复合材料。此技术不受基体材质、结构和形状的限制，实施效率高，涂层与基体结合牢固，可制备各种功能涂层，应用范围很广。１火焰喷涂的原理、装置及工艺１．１喷涂原理塑粉火焰喷涂是利用氧－乙炔火焰，采取沸腾送粉的方法，通过特制的火焰喷枪，将塑粉加热到熔融状态，并喷射到待喷物表面，得到平整光滑的塑料涂层的一种工艺过程。如图１所示，塑粉经过火焰喷枪中心…     

表面工程应用实例 [例12]超音速火焰喷涂用于冷轧张力辊的复合制造与再制造

超音速火焰喷涂(简称HVOF)是利用可燃气体在氧气助燃下释放的化学能为热源,燃气在特殊结构的喷涂枪中形成超音速焰流使喷涂粉末以熔融状态高速撞击到工件表面制备出喷涂层.超音速火焰喷涂的特点:具有高的喷涂粒子速度和相对较低的温度,特别适合于喷涂WC等金属陶瓷材料;喷涂层的压应力结构有利于制备较厚的涂层;喷涂效率高,燃气价格较低,经济性好.     

[例12]超音速火焰喷涂用于冷轧张力辊的复合制造与再制造

超音速火焰喷涂(简称HVOF)是利用可燃气体在氧气助燃下释放的化学能为热源,燃气在特殊结构的喷涂枪中形成超音速焰流使喷涂粉末以熔融状态高速撞击到工件表面制备出喷涂层.超音速火焰喷涂的特点:具有高的喷涂粒子速度和相对较低的温度,特别适合于喷涂WC等金属陶瓷材料;喷涂层的压应力结构有利于制备较厚的涂层;喷涂效率高,燃气价格较低,经济性好.     

碳化钨颗粒尺寸对超音速火焰喷涂WC-Co涂层形成的影响

通过探讨WC颗粒对扁平粒子厚度及喷涂后WC颗粒尺寸变化的影响，研究了超音速火焰喷涂过程中WC－Co深层的沉积过程。使用具有不同WC尺寸的四种WC-Co粉末，采用JET－KOTE喷枪系统喷制了WC－Co涂层。结果发现涂层中WC颗粒的大小主要取决于原始粉末中WC的尺寸．在粉末穿越火焰的过程中，大多数WC处于固态；WC-Co涂层的沉积涉及固液两相离子的扁平化，而不是象在优化条件下金属或陶瓷材料喷涂过程中仅存在单一液相的情况。很明显WC-Co粉末中的WC的大小对涂层的形成影响很大、在超音速火焰喷涂条件下当液固粒子碰撞到已形成的涂层表面上时，其中的大颗粒WC粒子容易被反弹脱落。基于实验结果，提出了计算由液相聚积固相形成的波固两相颗粒碰撞到表面时形成扁平粒子的厚度的模型。     

丝电爆炸喷涂方法用于管内壁钼涂层的制备

开发一种管内壁连续丝电爆炸喷涂装置,在不锈钢管内进行钼丝的电爆炸喷涂试验,分析不同能量密度下涂层的表面形貌以及与基体的结合形态.结果表明,涂层主要是由爆炸产物中熔融液滴直接撞击基体表面形成.随着能量密度的提高,涂层由液相堆积层向液相喷涂层转变;进一步增大能量密度E,当E>350 J/mm3时,熔融金属粒子尺寸减小,温度增高,冲击速度变大,从而获得表面平整喷涂层,该类型涂层与基体结合强度高,但爆炸产物中的气相粒子份额增多,涂层的沉积率降低.     

玻璃Cr2O3陶瓷涂层表面液态重金属润湿角的测量与表征

金属材料的腐蚀性能与其表面润湿特性有着密切的关系。采用亚音速火焰喷涂技术制备了玻璃-Cr2O3陶瓷涂层,设计了一套运行在高温环境中且密封的专用试验平台,研究经过不同保温时间后,重金属在45钢与喷有玻璃-Cr2O3陶瓷涂层的45钢表面的润湿角及相关现象的变化。结果表明:相同质量的重金属液滴在45钢表面的润湿角为18°,在玻璃-Cr2O3陶瓷涂层表面的润湿角为114°,玻璃-Cr2O3陶瓷涂层抗液态重金属润湿性能较好。固化后重金属颗粒与试样之间的接触面积及剪切强度均有所不同,304不锈钢与颗粒剪切强度为1.42MPa,而涂层与颗粒剪切强度为0.21MPa。     

碳化钨颗粒尺寸对超音速火焰喷涂WC-Co涂层形成的影响

通过探讨WC颗粒对扁平粒子厚度及喷涂后WC颗粒尺寸变化的影响，研究了超音速火焰喷涂过程中WC-Co涂层的沉积过程，使用具有不同WC尺寸的四种WC-Co粉末，采用JET-KOTE喷枪系统喷制了WC-Co涂层。结果发现涂层中WC颗粒的大小主要取决于原始粉末中WC的尺寸．在粉末穿越火焰的过程中，大多数WC处于固态，WC-Co涂层的沉积涉及固液两相离子的扁平化，而不是象在优化条件下金属或陶瓷材料喷涂过程中仅存在单一液相的情况．很明显WC-Co粉末中的WC的大小对涂层的形成影响很大，在超音速火焰喷漆条件下当液固粒子碰撞到已形成的涂层表面上时，其中的大颗粒WC粒子容易被反弹脱落。基于实验结果，提出厂计算由液相聚积固相形成的液固两相颗粒碰撞到表面时形成扁平粒子的厚度的模型。     

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。     

等离子喷涂-物理气相沉积射流中粒子状态和分布

采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)在高温合金基体上沉积7YSZ热障涂层,通过分步沉积实验、径向和轴向的涂层结构分布实验探讨了涂层中各种粒子的种类、形成原因、对涂层结构的影响及射流中的粒子分布。研究表明:PS-PVD实际上是一种以气相沉积为主,多相混合的沉积方式。涂层的沉积过程中,气相沉积是柱状晶形成的主要原因;熔融及部分熔融的大颗粒对可以直接改变柱状结构的生长状态;气相再凝固和气化不充分残留的小颗粒对涂层的影响是一个累积的过程。气相主要集中在射流中心,越靠近射流边缘,部分熔融粒子的比例越高,最终导致PS-PVD沉积涂层结构出现空间分布特征。     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的冲蚀磨损特性

研究了在固体颗粒冲蚀条件下,不同冲击速度、不同磨料尺寸等因素对等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层冲蚀磨损率的影响,并在不同条件下与20号钢进行了对比试验,分析了等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的冲蚀磨损特性及磨损机理,提出等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层具有脆性特征的冲蚀磨损特性,它适用于细磨料低速冲蚀磨损条件.     

等离子喷涂TiO2基涂层工艺参数优化研究

目的对TiO_2基涂层的等离子喷涂工艺参数进行优化。方法采用正交实验、基材温度采集并结合涂层微观形貌分析、能谱分析、结合强度试验、显微硬度测试等方法,研究了喷涂电流、喷涂距离、主气流量对涂层组织及性能的影响规律,并获得了优化的喷涂工艺参数。结果涂层分熔融区和部分熔融区,呈现双模结构的混合微观结构特征,截面形貌凹凸不平,并以机械结合为主。拉断后,涂层断裂面呈韧窝状,由陶瓷层到粘结层呈台阶状过渡,陶瓷层整体的内聚结合强度优于陶瓷层与粘结层结合界面的结合强度。涂层条带状夹杂随着粉末流到达基板的温度的增加而减少,对结合强度影响不显著,但对硬度影响较显著。等离子喷涂过程中,粉末流到达基板的温度在一定范围内时,涂层性能随着粉末流到达基板的温度的增加而增加,但粉末流到达基板的温度过大,涂层性能降低。结论获得最优涂层必须采用最优工艺参数,工艺参数对涂层综合性能的影响主次顺序为喷涂电流、喷涂距离、主气流量,得到的优化工艺参数为:喷涂电流350 A,喷涂距离110 mm,主气流量2100 L/h。     

汽车磨损零件的喷涂修复工艺

采用4种不同的表面喷涂工艺对汽车磨损零件进行了修复处理,对喷涂涂层的孔隙率、显微硬度、表面喷涂涂层形貌和磨损形貌进行了观察。结果表明,4种喷涂修复粉末颗粒中,NiCrBSiFe粉末颗粒的尺寸分散性最大,但是圆整度最高。整个涂层中显微硬度与孔隙率有一定关系,复合涂层中并不是粉末种类越多越好。较为适宜的汽车磨损零件喷涂修复粉末的组合为:TiO_2+Cr_2O_3+NiCrBSiFe,这是因为此时的涂层中同时含有陶瓷相和润滑相,且孔隙率较低而显微硬度较高。     

Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层制备及耐液锌腐蚀性能

针对连续热镀锌生产线中浸锌零部件表面的腐蚀磨损问题,应用高能高速等离子喷涂设备制备了Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层.测试了涂层的显微组织、显微硬度、结合强度及耐熔融锌液腐蚀性能.结果表明涂层显微组织中不存在相互贯通的孔隙、微裂纹和未熔化颗粒,孔隙分布均匀且孔径较小,孔隙率＜3％.涂层与基体结合状态良好,结合强度达到56 MPa.经过30天的熔融锌液浸泡,涂层表面未见有点蚀、裂纹或剥落现象.Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层高的致密性和较好的抗热震性能对涂层力学性能和耐熔融锌液腐蚀性能提高起到了重要作用.     

氧化铝涂层的超音速等离子喷涂参数影响及硬度分析

目的初步明确超音速等离子喷涂参数对涂层的影响规律,优化工艺参数。方法采用超音速等离子喷涂技术制备Al2O3陶瓷涂层,对涂层进行表征,分析喷涂电流I、等离子发生气体压力Pair、喷距d对涂层显微结构的影响。基于涂层显微硬度HV设计工艺优化试验,建立喷涂参数与显微硬度之间的回归方程。结果 I=260 A或Pair=0.55 MPa时,涂层是α-Al2O3和γ-Al2O3双相复合结构;I=340 A或Pair=0.35 MPa时,涂层几乎全由γ-Al2O3相组成,基本不含有未熔颗粒;喷距变化对涂层相组成的影响不显著。I或d增大,或者Pair降低,显微硬度都呈增大趋势。结论在实验范围内,超音速等离子喷涂Al2O3涂层的显微硬度最优工艺是:Pair=0.35 MPa,I=340 A,d=230 mm。     

亚音速火焰喷涂层与等离子喷涂层耐磨性的对比

利用亚音速火焰喷涂和等离子喷涂分别制备Fe-WC金属陶瓷涂层,对两种喷涂层的耐磨性进行了研究.结果表明,在耐磨性试验过程中等离子喷涂层的磨损失重变化比亚音速火焰喷涂层磨损失重变化稳定,等离子喷涂层的耐磨性明显高于火焰喷涂层的耐磨性.     

纳米Al_2O_3对等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合涂层结构与性能的影响

大气等离子喷涂ZrC-ZrSi_2陶瓷涂层的孔隙率高,提高等离子喷涂ZrC-ZrSi_2陶瓷涂层的致密度成为亟待解决的问题。在TC4钛合金表面采用大气等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合粉和ZrC-ZrSi_2-Al_2O_3复合粉分别制备两种复合涂层。研究纳米Al_2O_3对等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合涂层组织结构与性能的影响。结果表明,添加了Al_2O_3的ZrC-ZrSi_2复合涂层的组织结构更为致密,相较于ZrC-ZrSi_2复合涂层具有更优异的力学性能。熔点相对较低的Al_2O_3能够在喷涂焰流中先熔化,熔融态的Al_2O_3能够填充在ZrC-ZrSi_2复合涂层的孔洞处,提高复合涂层的致密度,改善涂层的力学性能。研究成果可为提高大气等离子喷涂制备含高熔点组分复合涂层的致密度提供指导。