真空等离子体喷涂ZrC-SiC复合涂层及性能研究

用真空等离子体喷涂法制备ZrC-SiC复合涂层,采用机械球磨法和烧结破碎法(机械球磨后在真空炉中热处理再破碎到合适粒径)对ZrC-SiC复合粉体进行喷涂前处理。利用X射线衍射仪、扫描电镜及X射线光电子能谱等分析手段,研究了涂层的形貌结构和基本性能。结果表明,真空等离子体喷涂是一种有效制备ZrC-SiC复合涂层的手段。喷涂前粉体经过烧结破碎法制备得到的涂层较机械球磨法更致密,涂层氧含量、气孔率、表面粗糙度低,同时结合强度、显微硬度较高。     

氧化锆空心球粉体制备及其涂层性能研究进展

粉体是决定等离子喷涂热障涂层性能的基本因素,本文主要介绍了高性能等离子喷涂热障涂层用氧化锆空心球粉体的制备方法及其涂层性能的相关研究。等离子球化和喷雾干燥造粒是制备氧化锆空心球粉体的两种不同方法;氧化锆空心粉体在等离子喷涂过程中更易熔化,并且在熔化后形成空心液滴;空心液滴与基体碰撞铺展过程中存在的"反溅"使其铺展凝固时间更长,形成的扁平粒子直径小,厚度均匀,缺陷少;相对于其它类型粉体,采用氧化锆空心球粉体制备的热障涂层具有适中的孔隙率,低热导率和低模量,抗高温烧结,符合高性能热障涂层的性能要求。     

Fe基非晶涂层封孔处理及耐蚀性研究

以二氧化硅溶胶为封孔剂,对等离子喷涂Fe基非晶涂层进行封孔处理,并对封孔处理后的涂层进行不同温度热处理。通过扫描电镜观察不同温度热处理后涂层的表面形貌,利用电化学分析手段对涂层抗腐蚀性能进行测定。结果表明:二氧化硅溶胶封孔剂能够渗透到涂层的孔隙中起到填充作用,显著降低了涂层的孔隙率。封孔处理后的涂层经过热处理后具有较高的腐蚀电位,说明封孔处理和热处理工艺相结合能提高Fe基非晶涂层耐腐蚀性能。热处理温度对涂层表面裂纹的产生起着主要作用,从而对涂层的耐蚀性也会产生影响。     

等离子喷涂FeCrMoCBY铁基非晶涂层耐蚀性研究

采用等离子喷涂技术制备了FeCrMoCBY铁基非晶涂层,研究了铁基非晶涂层在3.5％NaCl溶液中浸泡不同时长后的电化学腐蚀性能和微观组织结构.结果 表明,在720h的浸泡期间,涂层的耐蚀性经历了先提高后降低的变化,在浸泡216h时达到最优,腐蚀电流密度达到最低,为3.393× 10-5A·cm-2,且此时涂层的表面更...     

激光重熔对Fe基非晶合金涂层抗冲蚀性能的影响

采用YAG脉冲激光器对电弧喷涂Fe基非晶涂层进行激光重熔处理。通过X-ray、SEM、冲蚀磨损和硬度测量仪等检测手段,研究非晶合金涂层在重熔后的组织结构、硬度和抗冲蚀性能的变化。结果表明:电弧喷涂铁基非晶合金在激光重熔后发生晶化,重熔层非晶含量随功率升高而降低。激光重熔基本消除了非晶涂层的层状结构、残余的气孔和裂纹,平整了涂层表面,提高了涂层韧性,显著改善了涂层的抗冲蚀性能。对喷涂1层的非晶涂层进行重熔时,重熔层的冲蚀磨损量约为喷涂层的1/10,约为基体Q345的1/5。对喷涂5层的非晶涂层进行重熔时,选择0. 1 kW低功率有利于获得较好的抗冲蚀性能。当涂层较厚而激光重熔未熔透时,涂层内应力会随激光功率增大而升高,并导致涂层开裂。当5层非晶涂层被熔透时,抗冲蚀性能显著提高。     

超音速火焰喷涂制备Fe基非晶涂层的组织结构及耐蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在锅炉管束受热面制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面、截面微观形貌,并进行电化学腐蚀测试。结果表明:采用超音速火焰喷涂技术在锅炉管束受热面制备了Fe基非晶涂层,涂层孔隙率为2%,涂层显微硬度为832.4 HV;在1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的自腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

等离子喷涂制备锅炉管束用非晶涂层及耐蚀性研究

采用等离子喷涂技术,在锅炉管束受热面设计制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面截面微观形貌,并进行腐蚀试验。结果表明:采用等离子喷涂技术在锅炉管束受热面制备的Fe基非晶涂层孔隙率较低;经盐雾试验1000 h以上无明显腐蚀特征;在353 K的1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

AH32钢表面等离子喷涂制备疏水涂层及其耐腐蚀性能研究

目的提高AH32海洋用钢表面的疏水性及耐蚀性,并给出最佳性能的喷涂涂层成分。方法采用大气等离子喷涂技术,在AH32钢表面制备了三种不同成分的涂层。利用微量进样器结合半球法测量了涂层的接触角,并利用Qwen-Wendt公式对涂层的表面能进行了计算,利用扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用表面粗糙度仪测量涂层的表面粗糙度,利用冲刷实验及电化学工作站测量了不同涂层的耐蚀性能,并讨论了不同涂层的疏水机制及相应的腐蚀机理。结果等离子喷涂涂层显著改善了AH32钢的疏水性能。相比而言,等离子喷涂Co基涂层及等离子喷涂Ni基涂层与水的静态接触角达到了130°以上,均具有较好的疏水效果。三种涂层均明显改善了AH32钢的耐海水冲刷腐蚀能力,其中AH32钢基体腐蚀30d后的失重为1.68×10^-2 g/cm^2,等离子喷涂Ni基涂层的腐蚀失重最小,约为4.2×10^-3 g/cm^2。极化曲线测试结果也表明,三种涂层的自腐蚀电位较基体提高了300 mV左右,并且腐蚀电流密度较基体降低了1个数量级以上,另外Co基涂层的腐蚀电流密度高于Ni基涂层的腐蚀电流密度,因此Co基涂层在腐蚀过程中表面会产生较多的羟基基团,导致其与水的静态接触角降低,最终导致其疏水性能下降。结论等离子喷涂Ni基涂层的疏水性能最好,腐蚀速率最小,耐冲刷腐蚀性能最佳,与基体相比,其腐蚀失重减小了1.26×10^-2 g/cm^2。     

SiC-Al2O3-SiO2复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能研究

目的提高C/C复合材料的抗氧化性能。方法采用大气等离子喷涂在C/C复合材料表面制备SiC-Al_2O_3-SiO_2(SAS)复合陶瓷涂层,并选用氧-乙炔在1500℃对涂层进行抗氧化烧蚀性能考核。利用XRD、SEM、EDS等检测分析手段,对团聚粉末和球化粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行检测。结果经过等离子球化处理后,三种粉体流动性为90 s/50 g左右,粉末松装密度为1 g/cm~3左右。与团聚的SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体相比,粉末流动性提升了20%左右,松装密度提高了20%,更加适宜等离子喷涂工艺。采用球化处理SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体制备得到的涂层组织明显优于采用团聚粉体制备的涂层,涂层致密区域明显增大,内部缺陷数量和尺寸减少。在1500℃烧蚀600s后,SiC-36%Al_2O_3-4%SiO_2涂层具有最佳的抗烧蚀效果,涂层整体完整,质量烧蚀率为1.62×10~(-4) g/s。结论 SiC-Al_2O_3-SiO_2体系解决了等离子喷涂制备SiC涂层过程中沉积率低、SiC分解的问题。SiC-Al_2O_3_-SiO_2涂层具有良好的抗氧化烧蚀效果,烧蚀过程中SiO_2和Al_2O_3形成的莫来石相具有良好的高温稳定性、抗热震性以及较低的热膨胀率和氧扩散率,可以进一步提高涂层的抗氧化烧蚀效果。     

等离子喷涂制备铁基非晶涂层及其耐磨性

采用等离子喷涂的方法制备铁基非晶涂层,并对不同喷涂功率制备涂层的组织和耐磨性进行了分析。结果表明,3种功率制备涂层表面致密、孔隙率低,且具有较高的热稳定性、硬度和耐磨性。当喷涂功率为30 k W时,涂层非晶程度高;喷涂功率为35和40 k W时,涂层中有Fe2B和Mo6Co6C晶相出现,随喷涂功率增加,涂层硬度和摩擦因数升高,35 k W制备涂层的耐磨性最好。     

冷喷涂铁基非晶复合涂层的制备及摩擦性能研究

非晶合金拥有独特的短程有序、长程无序原子排列结构,具有高强度、高硬度及优异的耐腐蚀和耐磨损等性能,在防护涂层领域具有很强的应用潜力。以低温固态沉积为特点的冷喷涂层制备技术,可有效避免喷涂过程中非晶合金材料的氧化和晶化问题,但是冷喷涂技术严重依赖于粉末的塑性变形能力。为提高非晶合金颗粒在高速撞击下的沉积变形性能,本论文创新采用液氮-常温循环深冷处理工艺方法对Fe_87.4Cr_2.5Si_6.8B_2.4C_0.9非晶合金粉末进行预处理,通过调控冷喷涂工艺参数,成功在6061铝合金基体表面制备非晶涂层。同时研究了深冷处理工艺对非晶粉末沉积行为以及涂层微观组织的影响机理,通过摩擦磨损试验研究非晶合金涂层的摩擦磨损性能。结果表明：使用原始非晶粉末制备得到的涂层厚度仅为6μm,且非晶颗粒在基体表面不连续分布,只有粒径较小的非晶颗粒可发生有效的塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较低;使用经过深冷预处理的非晶粉末制备的涂层平均厚度为67μm,且涂层内非晶合金颗粒分布均匀,粒径较大的非晶颗粒也可发生有效塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较高。在摩擦磨损过程中6061铝合金基体的主要磨损机制为粘着磨损与疲劳磨损,非晶涂层的主要磨损机制为磨粒磨损,且使用原始非晶粉末和循环深冷处理粉末制备得到的非晶涂层的质量磨损量较低,分别为6061铝合金基体质量磨损量的15.7%、11.8%。     

超音速火焰喷涂铁基非晶涂层的微观组织及性能

为增强海洋工程装备中关键部件的耐磨与抗腐蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在不锈钢基体表面喷涂Fe基非晶涂层。利用SEM、XRD和DSC等,对该涂层的微观组织、相结构及性能进行了分析。研究了喷涂中煤油流量、氧气流量、喷距对非晶涂层微观组织和性能的影响。结果表明,超音速火焰喷涂制备的铁基非晶涂层组织结构均匀致密,呈完全非晶态结构。喷涂工艺参数对涂层的显微硬度具有重要影响,在优化工艺参数下获得的显微硬度为912.1 HV0.3。不锈钢喷涂非晶涂层后耐磨性提高。     

空心微珠表面化学镀Ni-P合金及其吸波性能研究

采用化学镀法在平均粒径2 μm的空心微珠表面包覆了均匀完整的Ni-P非晶合金镀层,并对该材料进行了电磁性能和吸波性能测试.测试结果表明:空心微珠包覆Ni-P非晶合金镀层后矫顽力达到343.08Oe,属于电磁损耗型材料;以包覆后的空心微珠粉体为吸收荆制备吸波涂层,当涂层厚度为3 mm时,在4.32GHz达到最强吸收-20.81 dB,当涂层厚度为1.5 mm时,在8.56～10.08 GHz内出现了小于-10 dB的较宽吸收.     

冷喷涂铁基非晶复合涂层的制备、微观组织及摩擦性能

采用液氮-室温循环深冷处理工艺方法对Fe87.4Cr2.5Si6.8B2.4C0.9非晶合金粉末进行预处理,通过调控冷喷涂工艺参数,成功在6061铝合金基体表面制备非晶涂层。同时研究了深冷处理工艺对非晶粉末沉积行为以及涂层微观组织的影响机理,通过摩擦磨损试验研究非晶合金涂层的摩擦磨损性能。结果表明:使用原始非晶粉末制备得到的涂层厚度仅为6μm,且非晶颗粒在基体表面不连续分布,只有粒径较小的非晶颗粒可发生有效的塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较低;使用经过深冷预处理的非晶粉末制备的涂层平均厚度为67μm,且涂层内非晶合金颗粒分布均匀,粒径较大的非晶颗粒也可发生有效塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较高。在摩擦磨损过程中6061铝合金基体的主要磨损机制为粘着磨损与疲劳磨损,非晶涂层的主要磨损机制为磨粒磨损,且使用原始非晶粉末和循环深冷处理粉末制备得到的非晶涂层的质量磨损量较低,分别为6061铝合金基体质量磨损量的15.7%、11.8%。     

CO2气氛和喷涂距离对电弧喷涂铁基非晶涂层组织及耐蚀性能的影响

为提高电弧喷涂铁基非晶涂层的非晶含量及耐蚀性,以CO₂为载流气体代替空气进行电弧喷涂试验,并研究喷涂距离对涂层组织与耐蚀性的影响。结果表明,喷涂层的厚度约为200 μm,涂层均主要由结晶相与非晶相构成。相比于空气介质,CO₂抑制了晶化,从而提高了涂层中的非晶含量。同时,喷涂距离对涂层的组织及耐蚀性能有较大影响。随着喷涂距离的增加,涂层中的非晶含量减少。当喷涂距离为100 mm时,涂层具有最高的开路电位-0.498 V(vs SCE)及最小的自腐蚀电流密度4.281 μA/cm²,耐蚀性能最好;当喷涂距离为150 mm时,涂层的耐蚀性最差。提高非晶含量和组织的均匀性可增强该涂层的耐蚀性能。     

喷涂工艺对超音速火焰喷涂Al-Cu-Fe-Si准晶合金涂层性能的影响

目的使用活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)方法制备高质量的Al-Cu-Fe-Si准晶涂层,研究喷涂工艺对涂层性能的影响。方法采用气雾化Al-Cu-Fe-Si准晶合金粉末,利用AK02T型AC-HVAF喷涂系统制备Al-Cu-Fe-Si准晶涂层材料。通过X射线衍射及扫描电镜观察分析准晶合金粉末和涂层的组织与结构,通过电化学工作站、显微硬度计和接触角测试仪等手段分析准晶合金涂层的耐蚀性、显微硬度及抗粘性能。结果对气雾化准晶Al-Cu-Fe-Si合金粉末的研究发现,冷却速率显著影响准晶合金粉末的组织,在冷却速率较快的粉末中形成胞状晶组织,准晶I相含量较高。对准晶合金涂层进行热处理,高温退火显著提高了涂层的硬度,950℃退火12 h后,硬度值达到(724±153)HV0.1。分别对准晶合金涂层和基体45~#钢的接触角进行测量,准晶合金涂层的接触角最大为95°,而45~#钢的仅为79°。通过电化学工作站测试比较涂层的耐蚀性,发现在3.5%(质量分数)的Na Cl溶液中,喷涂在45~#钢和5052铝合金基体上的涂层腐蚀电流密度J_(corr)分别为6.8×10~(-6),2.0×10~(-7)A/cm~2。结论不同粒径的气雾化准晶合金粉末的相组成不同,选择合适的粒径是保证铝基准晶合金涂层质量的前提。对涂层进行合适的热处理可以有效地提高涂层的显微硬度,铝基准晶合金涂层的接触角较45~#钢的高,提高了基体的抗粘性。不同基体上制备的准晶合金涂层的耐蚀性有很大差异,5052铝合金基体上的准晶涂层耐蚀性优于喷涂在45~#钢基体上的涂层。     

纳米Al_2O_3包覆ZrO_2/Y_2O_3热障涂层的制备及性能研究

将耐热合金钢基体进行活化处理后,以Ni Co Cr Al Y为粘接过渡层,采用等离子喷涂法和喷枪快速喷涂工艺相结合制备包覆复合粉体Al_2O_3-Zr O_2/Y_2O_3和未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3的2种不同厚度的热障涂层材料样品,通过涂层的结合强度试验、涂层微观结构和高温隔热试验比较相同厚度的2种陶瓷涂层的结合强度及隔热效果,并探讨涂层厚度与隔热效果的关系。结果表明:采用纳米Al_2O_3包覆Zr O_2/Y_2O_3粉体制备的热障涂层其结构和性能都优于未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3制备的热障涂层,且该热障涂层隔热性能随涂层厚度的增加而提高,温度越高性能优势越明显。     

不同工艺制备铁基非晶复合涂层组织与性能研究

分别采用大功率光纤激光器与超音速等离子喷涂设备在45号钢基体表面制备Fe基非晶复合涂层。采用扫描电镜、显微硬度计、X射线衍射仪对熔覆层进行微观组织和成分的研究;并分析熔覆层的显微硬度和耐腐蚀性能。结果表明,激光熔覆涂层成型良好,无明显的孔隙、宏观裂纹等缺陷,熔覆层与基体之间为结合强度较高的冶金结合。超音速等离子喷涂涂层存在一定的气孔、微裂纹等缺陷,涂层与基体之间为机械结合,结合强度相对较弱。激光熔覆层组织为柱状晶、树枝晶和非晶共存组织。激光熔覆层内组织致密,且析出了Fe-Cr、(CrFe)_7C_3化合物等硬质相。超音速等离子喷涂涂层截面形貌为典型的层状结构,涂层的非晶含量明显高于激光熔覆涂层,但由于其内部的孔隙和微裂纹,使激光熔覆涂层耐腐蚀性能优于超音速等离子喷涂涂层。     

金属喷涂工艺与设备

20092262气氛可控热喷涂舱的研制/关升…//电焊机.-2008,38(10):70~73在此设计并制造了一种气氛可控热喷涂舱。利用设计的法兰连接,将电弧喷涂枪和等离子喷涂枪同时连接到喷涂舱上。这样可以单独或同时对试件进行交替或分层喷涂。利用气氛可控热喷涂方法,除了可以制备致密而又极少氧化的复合涂层外,还可以制备具有反应性成分的特殊金属涂层以及某些硬质涂层。同时,该种方法为航天、航空、能源、生物医学以及其它许多领域提供特殊性能的涂层,还可以作为一种新型复合材料开发的工具。图9表1参220092263镁合金表面电弧喷涂铝涂层工艺及耐腐蚀性的研究/黄笑梅…//热加工工艺.-2008,37(15):115~117采用电弧喷涂方法在AZ91D镁合金表面喷涂Al涂层,研究了电弧喷涂工艺参数对涂层结构和质量的影响,并对喷涂铝层的镁合金进行了耐蚀性试验。结果表明:通过控制电弧喷涂工作电压、工作电流和雾化气流的压力与流量,能够在镁合金表面获得均匀致密的Al涂层;电弧喷涂Al涂层能够显著提高镁合金的耐腐蚀性。图7表1参820092264WC含量对铁基涂层非晶形成能力及其性能影响/傅斌友…//中国表面工程.-2008,21(...     

金属喷涂工艺与设备

20092262气氛可控热喷涂舱的研制/关升…//电焊机.-2008,38(10):70~73在此设计并制造了一种气氛可控热喷涂舱。利用设计的法兰连接,将电弧喷涂枪和等离子喷涂枪同时连接到喷涂舱上。这样可以单独或同时对试件进行交替或分层喷涂。利用气氛可控热喷涂方法,除了可以制备致密而又极少氧化的复合涂层外,还可以制备具有反应性成分的特殊金属涂层以及某些硬质涂层。同时,该种方法为航天、航空、能源、生物医学以及其它许多领域提供特殊性能的涂层,还可以作为一种新型复合材料开发的工具。图9表1参220092263镁合金表面电弧喷涂铝涂层工艺及耐腐蚀性的研究/黄笑梅…//热加工工艺.-2008,37(15):115~117采用电弧喷涂方法在AZ91D镁合金表面喷涂Al涂层,研究了电弧喷涂工艺参数对涂层结构和质量的影响,并对喷涂铝层的镁合金进行了耐蚀性试验。结果表明:通过控制电弧喷涂工作电压、工作电流和雾化气流的压力与流量,能够在镁合金表面获得均匀致密的Al涂层;电弧喷涂Al涂层能够显著提高镁合金的耐腐蚀性。图7表1参820092264WC含量对铁基涂层非晶形成能力及其性能影响/傅斌友…//中国表面工程.-2008,21(...