含P元素铁基非晶合金涂层在碱性溶液中的耐蚀性能影响因素的研究

本文采用含有P元素的铁基合金粉末,通过大气等离子喷涂工艺(APS)制备具有不同非晶相含量、孔隙率和表面粗糙度的非晶合金涂层,通过电化学工作站对涂层在碱性腐蚀介质中的耐蚀性能进行了研究。提出贡献率的概念,为非晶合金涂层的耐蚀性能提供了评价方法。研究表明非晶相含量、孔隙率和表面粗糙度对铁基非晶合金涂层在碱性溶液中自腐蚀电位贡献率的大小分别为66.34%,33.66%和0%;对自腐蚀电流密度贡献率的大小分别为86.19%,13.19%和0.6%。     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的研究现状

综述了超音速火焰喷涂(HVOF),等离子喷涂(PS)技术的性能特征,以及运用热喷涂技术制备Fe基非晶涂层的发展历史与现状。从非晶合金涂层的高硬度、耐磨性及腐蚀性能等方面阐述了非晶合金涂层的优越性,对新型Fe基非晶涂层的形成机理进行研究,探讨采用超音速火焰喷涂技术制备高质量非晶合金涂层的关键因素。并展望了采用热喷涂技术制备非晶合金涂层的未来发展趋势。     

HVAF喷涂铁基非晶涂层工艺优化

铁基非晶材料具有优异的耐蚀性和耐磨性,空气/丙烷超音速火焰喷涂(HVAF)技术制备铁基非晶涂层近年来引起了广泛关注。由于铁基非晶粉在高温下粘度较大,很容易造成喷枪堵塞,制约了该技术的工程应用。通过在铁基非晶粉末中掺入10 wt.%～20 wt.%的180目白刚玉砂,缓解喷枪堵塞、改善涂层的喷涂稳定性。研究了白刚玉含量、喷涂气体压力、送粉速率、喷涂距离等对涂层沉积效率、抗拉结合强度、孔隙率及粘枪情况的影响规律。结果表明,Fe基粉/白刚玉复合粉喷涂可以实现20 min以上的稳定喷涂,且制备的涂层结合强度达到40 MPa以上,涂层孔隙率<1%,涂层粘枪情况得到显著改善。优化出了适用于铁基非晶粉HVAF喷涂的工艺方法,能够指导该技术的推广应用。     

等离子喷涂制备铁基非晶合金涂层的结构及其耐腐蚀性能的研究

选用铁基非晶合金粉末(含有Cr,Mo,Ni,P,B,Si)采用等离子喷涂方法在Q235低碳钢和不锈钢基体上制备合金涂层,通过金相显微镜、X射线衍射和扫描电子显微镜研究分析了涂层的相组成和显微结构。研究结果表明:该涂层与基体结合紧密,涂层均匀致密度高,涂层主要由非晶组成;涂层由变形成条带状的粒子相互搭接而成,其中含有少量未熔粒子和氧化物。所制备的铁基非晶涂层气孔率约2.5%,硬度为750～850 HV0.1。通过在H_2SO_4、HCl和NaOH溶液中进行浸泡腐蚀和三电极电化学分析,表明该涂层具有优异的耐腐蚀能力。     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的微观结构与摩擦磨损行为

分别采用超音速火焰喷涂工艺和爆炸喷涂工艺,在Q235不锈钢基体上制备Fe基非晶合金涂层,对比研究这2种非晶合金涂层在室温下的干摩擦磨损特性,并探讨摩擦磨损机理.结果表明,与超音速火焰喷涂工艺制备的Fe基非晶合金涂层相比,采用爆炸喷涂工艺制备的涂层更致密,孔隙率为2.1％,显微硬度更高,平均硬度高达1 095.6 HV,且耐磨性更好;并且涂层摩擦因数增至稳定值的时间较短,具有更稳定的摩擦磨损行为.超音速火焰喷涂涂层的磨损形式主要以疲劳磨损为主,而爆炸喷涂涂层的磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损的综合作用,并以粘着磨损为主.     

Fe基和Al基非晶涂层制备及耐蚀性能研究

为制备性能良好的耐腐蚀涂层,用气雾化方法制备Fe基和Al基两种非晶粉末,然后采用冷喷涂工艺(CS)和大气等离子喷涂工艺(APS)分别制备非晶涂层,并利用扫描电镜(SEM), X射线衍射仪(XRD)和电化学等方法研究两种非晶涂层微观形貌、相组成和耐腐蚀性等性能。实验表明:采用冷喷涂方法制备非晶涂层非常困难,而采用大气等离子喷涂工艺制备涂层容易。因此本研究主要内容是大气等离子喷涂制备非晶涂层及涂层的耐腐蚀性能。对Fe基非晶材料而言,大功率制备的涂层耐腐蚀性能较小功率制备的好,但寿命差别不明显。最终获得7075铝合金、 Fe基和Al基非晶涂层耐3.5%(质量分数)盐水浸泡寿命分别约为1236, 1658和2147 h。从Fe基和Al基非晶材料角度看,尽管Fe基采用几种优化工艺制备,但Fe基非晶涂层耐腐蚀性能依然较Al基非晶差。相对来说,采用大气等离子喷涂工艺制备Al基非晶涂层耐腐性能较好,可对铝合金表面进行腐蚀防护,在航空、航海领域具有广阔的用途。     

铁基非晶合金涂层的研究进展

铁基非晶合金涂层以其良好的力学性能、 优异的耐磨耐蚀性以及较低的经济成本已成为较有前景的非晶涂层材料之一。 本文综述了铁基非晶涂层材料的设计准则与材料体系, 介绍了激光熔覆技术和热喷涂技术制备铁基非晶涂层的进展和发展趋势, 结合铁基非晶涂层的性能特点介绍了其工程应用概况。 指出了目前铁基非晶涂层研 究领域存在的问题并展望了发展方向。     

热喷涂铁基非晶涂层喷涂工艺及耐磨性能的试验研究

采用超音速火焰喷涂技术在 Q 235 钢基体上制备致密的铁基非晶涂层,对非晶涂层的喷涂工艺和涂层的耐 磨性能进行了研究。采用正交实验方法研究喷涂中煤油量、氧气量、送粉率对涂层性能的影响规律并对比分析涂 层孔隙率、硬度和结合强度。采用扫描电子显微镜表征粉末及涂层的结构形貌及摩擦表面形貌,通过 X 射线衍 射仪对涂层的物相和非晶含量进行分析,采用摩擦试验机分析对比涂层与钢基体的耐磨损性能并讨论了失效类型。 实验结果表明在最佳工艺参数下涂层孔隙率、洛氏硬度和结合强度分别为 0.14%、68.1 HRC、70.7 MPa,无明显 裂纹和缺陷。和 Q 235 钢对比,涂层的摩擦系数更为稳定,磨损量更小,涂层磨损机制为疲劳磨损和粘着磨损并 伴随轻微脆性剥落。     

导电辊用铁基非晶及纳米晶涂层在NaOH,H2SO4 和NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用FeCrMnMoWBCSi的母合金,通过铜模吸铸法,气雾化方法制备非晶合金粉末,然后用超音速火焰喷涂制作涂层;分别采用不同温度320 ℃、480 ℃与650 ℃在箱式电阻炉内对3组试样进行退火处理制备纳米晶涂层,非晶和纳米晶双物相涂层;SEM电镜观察非晶合金粉末尺寸及形状;经X射线衍射和电化学测试非晶及纳米晶涂层等手段,考察了铁基非晶及纳米晶涂层在NaOH,H₂SO₄和NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明:导电辊采用铁基HVOF喷涂作为外保护层时,在NaOH碱液采用经非晶退火后的纳米晶为佳,在H₂SO₄和NaCl溶液中使用时,外保护层可为纳米晶,或为非晶和纳米晶双物相状态皆可.      

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。     

含W元素与含P元素铁基非晶合金涂层耐蚀性能的对比研究

本文采用两种Fe基非晶合金粉末,通过大气等离子喷涂工艺制备非晶涂层。其中一种含有10％P元素（编号Fe-P）,另一种含有10％W元素（编号Fe-W）,且二者其他化学成分相同。通过电化学工作站对涂层分别在酸、碱、盐腐蚀介质中的耐蚀性能进行了研究。研究表明,Fe-W与Fe-P涂层在1mol／LH2S04溶液中的耐蚀性能相当,而在10％NaOH溶液中Fe-W涂层的自腐蚀电位提高了135mV;在3．5％NaCl溶液中Fe-W涂层的自腐蚀电位提高了358mV,并且产生了耐氯离子腐蚀的钝化膜,耐腐蚀能力优于Fe-P涂层。     

HVOF喷涂Fe基非晶合金涂层的组织结构和耐腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术,制备了含Fe、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂层。利用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站、差示扫描量热仪等设备对涂层的组织结构、耐腐蚀性能和热稳定性进行了研究。喷涂工艺参数为:氧气压力0.6MPa,氧气流量166L·min-1,丙烷压力0.55MPa,丙烷流量24L·min-1,喷涂距离350mm。制备的涂层孔隙率和显微硬度分别为1.8%和823HV0.1,其非晶化程度较高;微观结构分析表明涂层由熔化变形成扁平粒子、未熔化的粉末颗粒以及孔隙、裂纹等缺陷组成的波浪层状组织。相组织结构分析表明涂层主要由非晶相组成,含有少量的纳米晶相组织。差示扫描量热仪测试表明所制备涂层的晶化区间为532℃～580℃。电化学测试表明,Fe基非晶合金涂层在1mol·L-1的H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl溶液中都经历了活性溶解—钝化—过钝化的过程,涂层在NaOH溶液中的耐腐蚀性能最强,其次为NaCl溶液,在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能较差。     

冷喷涂TC4合金涂层性能研究

冷喷涂技术由于处理温度低,在制备易氧化和热敏感材料方面有很大的优势,特别是制备钛合金涂层能保持钛不被氧化发蓝。不锈钢受氯离子影响在海洋环境中点蚀风险极大,影响了其在海洋环境的应用,钛合金涂层则可以有效的解决这个问题。本文采用冷喷涂方法在不同工艺参数下在304不锈钢表面制备了Ti-6Al-4V(TC4)合金涂层,利用微观方法观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4合金涂层表观形貌较为粗糙,且内部组织结构不够紧密,氧化程度没有明显增加,但是腐蚀电化学行为与TC4基体相当,是理想的表面处理技术,作为涂层材料可大大提升不锈钢在海洋环境下的耐点蚀性能,具有广阔的应用前景。     

真空封孔对高速电弧喷涂涂层耐腐蚀性能的影响

本文通过高速电弧喷涂技术制备NiCr基涂层,采用真空法和直接刷涂法进行封孔处理,对比研究两种封孔工艺对涂层耐腐蚀性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的截面微观形貌并计算其孔隙率,采用扫描电镜和能谱仪检测封孔剂的浸渗深度,通过电化学及盐雾腐蚀试验评估封孔后涂层的耐腐蚀性能.结果 表明,真空封孔下涂层内封孔剂平均渗透深度为2...     

超音速等离子喷涂Fe基非晶工艺与涂层特点

本文采用自主研发的高效能超音速等离子喷涂系统(HEPJet)制备了Fe基非晶合金涂层,以非晶含量为评价指标,通过正交法优化了喷涂工艺参数。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等手段对涂层的组织结构和非晶含量进行了分析研究,并测定了涂层的孔隙率、显微硬度、结合强度、沉积效率等常规性能和指标。分析了影响涂层非晶含量高低的主要原因,并提出了相应措施。结果表明:超音速等离子喷涂射流的高温、高速,且温度和速度可大范围调节的特点有利于对材料急热急冷,在涂层中保持或进而提高原粉体材料中的非晶含量,涂层的综合性能优于超音速火焰喷涂(HVOF)制备的Fe基非晶涂层。     

等离子喷涂工艺对Fe基非晶合金涂层微观组织结构的影响

通过等离子喷涂技术在Q235基体上制备了一种Fe基非晶涂层。该涂层结构均匀致密,主要含有具有Fe、Cr、B、Si、Ni、Mo和W。通过合理安排实验方案,分别研究了等离子喷涂电压、电流、喷涂距离对涂层的孔隙率、微观组织结构的影响规律。在等离子输入功率一定时,采用较高的喷涂电压将获得孔隙率更低的Fe基涂层;涂层孔隙率分别随等离子输入功率和喷涂距离的增加,均呈先降低后升高的趋势。等离子输入功率为30.25kW时,所制备的Fe基涂层孔隙率为1.19%,显微硬度为717HV0.1。     

热喷涂 WC-MoB-Co 金属陶瓷涂层的耐腐蚀性能研究

本文采用团聚烧结法制备了 WC-MoB-Co 金属陶瓷喷涂粉末, 使用超音速火焰喷涂技术在 316L 不锈钢基 材上制备了 WC-MoB-Co 涂层; 采用 SEM、 XRD 表征了 WC-MoB-Co 粉末和腐蚀前后涂层的微观形貌及物相组成; 测试了 WC-MoB-Co 涂层耐熔融锌铝腐蚀性能。 研究结果表明, 制备的 WC-MoB-Co 金属陶瓷复合粉末粒度集中、 流动性好、 松装密度高; WC-MoB-Co 涂层结合强度高、 孔隙率低; WC-MoB-Co 涂层具有良好的耐腐蚀性能, 随着腐蚀时间的延长, 涂层中的 WC 颗粒逐渐参与反应。     

铝镁及稀土铝镁电弧喷涂涂层的耐腐蚀性能研究

采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了Al-Mg和Re-Al-Mg涂层,分别研究了这两种涂层的耐腐蚀性能,利用中性盐雾试验及电化学测试等试验方法研究了两种涂层的防腐蚀性能并通过扫描电子显微镜分析了Al-Mg和Re-Al-Mg涂层腐蚀前后的微观组织形貌,并讨论了涂层的结构及耐蚀机理,结果表明两种涂层在极化过程中都出现了明显的钝化现象,两种涂层在腐蚀过程中表面都会生成一层氧化膜,起到了物理屏蔽作用延缓了涂层的腐蚀速率,但稀土铝镁合金涂层的防腐蚀性能明显优于铝镁合金涂层,这是由于稀土元素的加入,降低了涂层的孔隙率,使涂层具有了良好的耐腐蚀性能。稀土铝镁合金涂层在中性盐雾试验中表现出的腐蚀速率是最慢的,电化学试验过程中其表现出钝化区域最大,具有良好的腐蚀与防护性能。     

堇青石-铁氧体基红外辐射非晶节能涂层的制备与性能

采用等离子喷涂技术在普碳钢表面制备堇青石-铁氧体基红外辐射非晶节能涂层。采用扫描电镜、X射线衍射分析复合红外粉末及其涂层的形貌、物相组成与结构,采用红外光谱仪测定涂层的辐射率,采用划痕法测定涂层与基体的结合力,采用水冷法检测涂层的抗热震性能。研究结果表明:在普碳钢表面制备的堇青石-铁氧体基红外辐射非晶涂层呈层状堆积结构,孔隙率低,与基体的结合力为一级,与传统刷涂工艺制备的涂层相比,等离子喷涂制备的涂层具有更优良的抗热震性能,且制备的红外辐射非晶涂层在3~5μm波段具有较高的红外辐射率,为0.8,在8~10μm波段更是高达0.94。     

WC粒度对超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层耐腐蚀性能的影响

采用制粒?高温快速烧结法制备两种分别含亚微米级和微米级WC粒径的WC-10Co-4Cr喷涂粉末,并用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在45#钢基体上制备涂层;利用扫描电子显微镜和电化学工作站分别对涂层的显微形貌及耐腐蚀性能进行分析检测,探讨WC粒度对涂层耐腐蚀性能的影响和涂层的电化学腐蚀机理。研究结果表明：两种涂层组织致密,界面结合良好;含亚微米级WC粒径的涂层具有相对较低的孔隙率,使其涂层的耐腐蚀性能优于含微米级WC粒径的涂层。在3.5%NaCl溶液中涂层的硬质相WC和粘结相Co发生电偶腐蚀,且低电位的Co相优先腐蚀,导致WC颗粒脱落,出现凹坑及点蚀现象。