《中国表面工程》2011年第6期

<正>热喷涂技术在产品再制造领域的应用及发展趋势再制造产业已列为国家发展战略性新兴产业,热喷涂技术具有喷涂材料广泛、基体形状与尺寸不受限制、涂层厚度容易控制、工艺操作简单、成本低效率高、能赋予零件表面特殊性能等特点,是实现损伤零部件表面尺寸恢复和性能提升的关键技术手段,已成     

热喷涂 Mo 及 Mo 基复合涂层研究进展

热喷涂Mo及Mo基复合涂层因熔点高、硬度高、耐磨损、耐腐蚀及高温性能稳定等诸多特点,而广泛应用于机械零件生产及表面修复。随着以资源有效利用和机械产品再制造为一体的可持续发展战略不断推进,此类涂层将拥有更为广阔的应用前景。首先介绍了国内外在热喷涂Mo及Mo基复合涂层方面的研究发展和应用现状;随后依据热喷涂技术的发展历程,分别总结论述了不同热喷涂技术,即火焰喷涂(普通火焰喷涂、高速火焰喷涂)、等离子喷涂(普通等离子喷涂、超音速等离子喷涂、微束等离子喷涂、低压等离子喷涂)及电热爆炸喷涂中,Mo及Mo基复合涂层的制备工艺、涂层性能特点及存在的问题;接着指出了热喷涂Mo及Mo基复合涂层在新概念武器、航空航天等高科技领域的应用前景。最后,就进一步拓展Mo及Mo基复合涂层在贫油减摩、高温高速耐磨、高温耐腐蚀及氧化等复杂环境下的应用范围,结合热喷涂技术的研究热点及发展方向,指出了未来热喷涂Mo及Mo基复合涂层在材料组分设计和工艺优化研究中应重点关注的方面。     

高速电弧喷涂在工程机械零部件再制造领域中的应用现状

在分析工程机械典型零部件失效模式的基础上,介绍了几种高性能电弧喷涂涂层的性能和应用背景,综述了高速电弧喷涂在防腐、采油装备、抽油泵柱塞、电站锅炉设备及汽车发动机等几个重要工程领域的研究应用现状,进而展望了高速电弧喷涂技术在工程机械零部件再制造产业的发展趋势,对再制造工程在工程机械产业中推广有一定的指导意义。     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

再制造电弧喷涂成形层的残余应力分析;铝合金表面电弧喷涂铝涂层工艺与性能;碳钢热喷涂渗铝互扩散系数计算;电弧喷涂法制备高耐蚀合金涂层及其性能研究;高速电弧喷涂硼化物金属复合陶瓷工艺参数优化试验研究     

热喷涂技术的装备应用现状及发展前景

热喷涂是装备表面工程领域的一项重要涂层制备方法,在表面功能性涂层加工、废旧零部件修复再制造已取得了持续的发展,而且在金属和陶瓷等材料的近净成形或增材制造领域也表现出良好的发展潜力。综述了热喷涂在航空发动机与起落架表面防护方面的应用,其中主要采用等离子喷涂技术喷涂陶瓷涂层及新型氮化硼涂层,以显著改进涂层抗氧化性,延长涂层寿命。另一方面,从装备隐身、舰艇防腐与防滑涂层、直升机沙尘防护、零件直接增材制造等角度剖析国内外典型武器装备领域的研究应用现状,如武器装备的电磁波屏蔽涂层克服多频谱问题,"海军先进非晶涂层"克服甲板的抗磨损、抗腐蚀问题;从技术层面分析影响热喷涂发展的关键问题,亟需突破涂层残余应力、界面结合强度、组织结构缺陷等薄弱环节。最后在武器装备增材制造和再制造领域对该技术的应用前景进行了展望。主要总结热喷涂技术在典型武器装备的应用现状,分析影响热喷涂发展的关键技术问题,填补了军用热喷涂行业的综述空白。     

内孔热喷涂技术的研究现状与展望

在机械制造、石油化工、航空航天和钢铁冶金等工业领域,存在着很多关键而重要的内孔类零部件,例如：发动机气缸体、燃气轮机壳体、液压机构仝缸和各种泵送管路等。内孔类零部件常服役于极端温度、腐蚀介质、高比负荷等苛刻工况下,易于发生严重的磨损、腐蚀失效。内孔热喷涂技术是在零件内壁制备涂层的重要方法,可以对内孔类零部件进行强化改性或对报废零件实施再制造。文中首先从技术原理、作业方式、发展历程和工业应用等方面系统介绍了内孔等离子粉末喷涂、内孔等离子丝材喷涂、内孔超音速火焰喷涂和内孔电弧喷涂4种最典型的内孔热喷涂技术。在此基础上,全面对比了各项技术的优、缺点,包括工艺成本、选材范围和涂层性能等。随后分别从涂层结合强度提升、涂层孔隙和厚度控制、涂层残余应力调控等方面指出了内孔喷涂工艺相比于普通外缘喷涂的特殊性,并总结了相应的技术难点,包括喷涂距离受限、局部热量累积、粉尘聚集和污染等等。最后指出,进一步揭示涂层微观成形机理、提升涂层与基体结合强度、发展多种表面技术复合工艺等是内孔热喷涂技术今后的重点研究方向。     

冷喷涂在焊接工程中的应用与展望

冷喷涂是基于空气动力学与高速碰撞动力学原理的喷涂技术,它是一种新型涂层制备技术,是目前国际热喷涂领域的研究前沿.简要介绍了冷喷涂技术的原理与主要特点,以及冷喷涂技术的主要应用研究现状.根据冷喷涂技术独特的优点,如涂层含氧量低、可将喷涂材料的组织结构在不发生变化的条件下转移到基体表面等.对冷喷涂技术在焊接制造领域内的应用前景进行了展望.冷喷涂能够应用于钎焊、扩散焊、材料的自由连接以及改善焊接接头的疲劳性能等焊接工程.     

等离子喷涂陶瓷涂层的研究

前言等离子喷涂陶瓷涂层具有高硬度、高熔点、耐磨、耐腐蚀、隔热、绝缘等特点,已成为近年来热喷涂行业研究发展的重要方向,并日益广泛地应用于零部件的表面防护与强化。等离子涂层的质量直接与等离子喷涂的工艺有关;根据各种氧化物陶瓷粉末,     

热喷涂技术在航空发动机零部件及其维修中的应用

结合热喷涂技术与航空发动机零部件特点,介绍了热喷涂涂层在航空发动机零部件上应用的种类、特点与功能,对热喷涂技术在国内外航空发动机零部件维修中的应用状况进行了分析,指出热喷涂技术在航空发动机上应用的主要目的是恢复尺寸、修复涂层、喷涂耐磨、耐热和耐蚀等高性能涂层,提高发动机效率,延长发动机使用寿命,最后指出了热喷涂技术发展的关键在于提高涂层质量.     

“冶金工业热喷涂工艺卡”通过专家审定

热喷涂(焊)技术是国家经委、计委和冶金部“七五”计划重点推广项目,是一种工艺较简便,适应性强且经济效益显著的表面涂(焊)技术,通过喷涂(焊)处理,在基体表面形成所需性能要求的新表面层,从而达到强化各类零部件表面性能的目的,更可用于修复因磨损、腐蚀等而损坏甚至报废的零部件,从而使其寿命大幅度提高。“冶金部热喷涂(焊)工艺卡”主要介绍氧—乙炔粉末喷涂(焊)工艺通则,如工艺选择、粉末材料选择、喷涂工艺规范、喷焊工艺规范、涂层加工、涂层常见缺陷的处理     

冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望

以超音速火焰喷涂、大功率等离子喷涂等为代表的先进热喷涂技术,已成为冶金行业关键装备及部件在严苛服役环境下实现高温耐磨、耐腐蚀、抗结瘤、隔热等多功能化的关键技术.概述了不同热喷涂技术的基本原理及涂层特性,进而详细论述热喷涂技术在服役于严苛环境中的冶金关键设备(如连铸结晶器铜板、热镀锌铝锅组件及高温炉辊等)上的研究现状及应...     

苛刻环境下材料表面防护技术的研究进展

近年来,材料表面防护技术已由普通环境下的材料保护技术向苛刻环境下的特种防护技术发展,主要包括高速、高温、高压、重载环境下的长寿命润滑与强化技术,严酷海洋大气、深海环境、辐射环境下的腐蚀与防护技术,以及面向重大装备的维修与再制造技术等。这些技术的发展促进了磁控溅射、多弧离子镀、冷喷涂、热喷涂、智能防腐涂层等多项新技术的发展,并在航空、航天、船舶、兵器、核电等多个重点行业中得到应用。文中对近年来苛刻环境下材料表面防护技术的发展现状和趋势进行了研究,以我国重大工程装备为出发点,重点对材料的腐蚀与防护、减摩与润滑、耐磨与强化以及维修与再制造4个领域技术的新成果、新观点、新方法和新技术进行了综述,为相关的研究工作提供技术参考。     

特种加工技术在再制造领域中的应用与发展

特种加工技术能完成许多传统加工技术无法完成的加工任务,近年来越来越多地被应用于再制造领域。再制造是指对废旧的零部件进行再加工,以达到弥补缺陷、再次使用的目的,该技术有利于降低制造成本、缩短制造周期、节约资源。本文首先对再制造的工艺流程进行简介,再分别介绍磁力研磨技术、焊接技术、热喷涂技术、激光熔覆技术等特种加工技术的特点及其在再制造领域的应用,最后对再制造技术的发展进行初步展望。      

Nano Surface Engineering in the 21^st Century

Nano surface engineering is the new development of surface engineering, and is the typical representation that the advanced nano technology improves the traditional surface engineering. The connotation of nano surface engineering is profound. The initial stage of nano surface engineering is realized at present day. The key technologies of nano surface engineering are the support to the equipment remanufacturing. Today the relatively mature key technologies are: nano thermal spraying technology, nano electric-brush plating technology, nano self-repairing anti-friction technology and metal surface nanocrystallization, etc. Many scientific issues have been continuously discovered. Meanwhile they have been applied in the practice more and more, and have archived the excellent remanufacturing effect.     

再制造的热喷涂合金涂层的结构完整性与服役寿命预测研究

热喷涂技术是再制造工程的支撑技术,热喷涂涂层是再制造领域中常见的表面涂覆层,其初始质量和服役寿命为人关注.本文以等离子喷涂为例,研究了与工艺相关的涂层完整性和与服役条件相关的涂层寿命和失效机理.以不同H_2流量、功率和送粉量为条件,研究了工艺参数对涂层孔隙率和微观力学性能的影响.以接触疲劳过程为手段,研究了涂层寿命预测方法和寿命衰退机理.结果表明,工艺参数可以不同程度地影响涂层的结构完整性,通过优化设计可以大幅提高涂层质量;基于大样本空间建立的S-N曲线可以直观预测涂层接触疲劳寿命,机理分析表明,点蚀、剥落和分层失效诱因不尽相同,分别由粗糙接触、近表面缺陷和剪切应力导致.     

粉芯丝材在表面与再制造技术中的应用

粉芯丝材是材料表面工程和装备再制造技术中常用的一类耗材,通过用金属带材包裹不同类型的填充粉末(如:金属、合金、碳化物、氧化物等)构成,大大扩展了粉芯丝材的成分和应用,也可提高沉积金属层的质量,在许多抗磨、耐蚀热喷涂和焊接工程应用中得到成功应用,其中铁基粉芯丝材由于其较好的经济性应用最广。对粉芯丝在热喷涂和堆焊工程中的典型应用进行简介,实际工程中正确选择粉芯丝材和再制造技术对提高技术水平和产品性能具有重要的意义。     

能束能场增材再制造技术的研究进展

针对再制造工程在发展和应用中面临的挑战和需求,阐述了增材再制造技术的概念,探讨了基于激光、电子束、电弧的熔敷成形技术以及电弧-激光复合熔敷、电弧-磁场复合熔敷、激光-磁场复合熔敷、双激光复合锻打成形等技术的特点及应用,重点分析了纵向磁场对电弧温度场以及旋转磁场对激光熔敷层组织的影响。结果表明：电弧熔敷成形过程引入纵向磁场,电弧中心温度降低,电弧对基体的热影响减小;激光熔敷成形铝基非晶材料过程加入旋转磁场,有利于非晶相的形成和组织缺陷的减少,熔敷层的耐蚀性和力学性能提高。最后指出能束能场增材再制造技术的发展趋势是向多能束能场及后处理复合、再制造全过程智能化和装备集成移动式方向发展。     

中国再制造工程及其进展

再制造工程是废旧机电产品高技术修复改造的产业化,是循环经济和节能环保产业的重要技术支撑。中国的再制造工程经历了产业萌生、科学论证和政府推进三个阶段。中国特色的再制造主要基于尺寸恢复和性能提升,并以先进的寿命评估技术、纳米表面工程和自动化表面工程技术为支撑,其重要特征是再制造产品的质量和性能不低于原型新品,成本为新品的50%,节能60%,节材70%,显著改善环保。具有中国特色的再制造模式已逐渐形成,并取得了重要成果。     

再制造技术体系及典型技术

再制造技术是实现废旧产品性能提升的有效途径,建立完善和系统的再制造技术体系则是提升再制造产业技术水平的必由之路。随着再制造产业的不断发展,逐步形成了以再制造快速成形与加工技术、再制造拆解与清洗技术和再制造无损检测与寿命评估技术为主的技术体系。结合再制造技术及工程实际应用,文中介绍了12种典型的再制造技术及其在装备维修与再制造中的应用。