铈对高铝青铜超音速等离子喷涂层组织及性能的影响

为研制一种新型高铝青铜涂层,采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体上制备了新型高铝青铜涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射、显微硬度计分别对含铈0.0%,0.25%,0.4%,0.55%的涂层进行了分析.结果表明,随着铈含量的增加,涂层组织变致密,硬质K相呈弥散化分布,同时K相从含0.0%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄转变为含0.25%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄,AlFe,当铈含量大于0.4%时K相以Al₁₃Fe₄稳定存在.铈的加入使元素Al发生偏聚现象,当含0.4%铈时Al元素开始呈现小片状聚集,当含0.55%铈时,Al元素以小片状聚集且均匀分布.涂层的硬度随铈含量的增加呈现先降低后升高的现象,当铈含量大于0.4%时,涂层的硬度值和稳定性上都优于未含铈的涂层.     

超音速火焰喷涂铝青铜涂层微动磨损行为

目的 改善铝合金的抗微动磨损性能.方法 采用超音速火焰喷涂技术在ZL114A铝合金表面制备铝青铜涂层,在不同温度(25、200、300℃)下对有、无涂层的ZL114A铝合金样品进行微动磨损测试,通过对涂层性能和磨痕形貌进行表征分析,探索铝青铜涂层的抗磨损性能.结果 铝青铜涂层均匀致密,与铝合金基体结合良好,显微硬度为279HV0.3,结合强度为74 MPa.不同温度(25、200、300℃)下,涂覆铝青铜涂层样品的平均微动摩擦系数分别为0.898、0.886、0.744,磨损率分别为10.249×10–7、0.035×10–7、0.207×10–7 m3/(N·m),相比基体的平均微动摩擦系数和磨损率,3种温度下分别下降了34.5％、42.9％和58.9％.对磨痕的形貌和三维轮廓的分析表明,在25、200、300℃下,铝青铜涂层的磨损机制不相同,25℃下为磨粒磨损和剥层,200℃下为磨粒磨损、剥层、氧化磨损和粘着磨损,300℃下为塑性变形、氧化磨损和粘着磨损.结论 制备的铝青铜涂层改善了基体的抗微动磨损性能.     

冷喷涂辅助原位合成高铝青铜涂层的组织与性能

提出了一种冷喷涂辅助原位合成高铝青铜合金涂层的方法,使用该方法在45#钢基体上制备了高铝青铜涂层.通过SEM、EDS、XRD分析涂层微观形貌和物相组织;采用销-盘式摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能;用CHI660D电化学测试系统测合金涂层耐腐蚀性能.结果表明:冷喷涂辅助原位合成高铝青铜合金涂层的组织是以β相、a相、...     

超音速等离子制备多元铝青铜合金涂层的组织

采用超音速等离子喷涂技术将新型多元铝青铜合金粉体喷涂在45号钢基体表面。运用XRD、SEM、EDS、EPMA等手段分析了涂层的组织特点及元素分布情况。结果表明,超音速等离子喷涂层主要由Cu9Al4、AlFe3、AlFe等相组成;涂层元素分布均匀;超音速等离子喷涂层硬度高于传统等离子喷焊层;涂层的结合强度为59.3MPa。可见,经过工艺参数的优化,超音速等离子喷涂可以制备出类似于多元铝青铜合金的易氧化涂层。     

电弧喷涂铝青铜涂层的力学性能

铝青铜是一种重要的电弧喷涂涂层材料.为了使其得到更大范围的应用,对电弧喷涂铝青铜涂层的某些力学性能(涂层与钢基体的抗拉结合强度、涂层与钢基体的剪切强度、涂层自身结合强度、涂层的硬度、涂层的摩擦磨损性能)进行了测试与研究.结果表明,该涂层具有很好的综合力学性能,可以胜任多种机械零部件的使用要求.铝青铜涂层特有的微观组织结构使其具有优良的抗摩擦磨损性能,适合用作钢铁机件的对偶摩擦材料.     

电弧喷涂铝基涂层耐腐蚀性能

采用铝带制作粉芯线材,电弧喷涂方法制备铝基涂层.试验对比研究了铝基涂层、Fe-Al涂层和45CT涂层的抗氧化和耐腐蚀性能,以及铝基涂层、Fe-Al涂层和A304不锈钢的耐硫化氢腐蚀性能.试验结果表明,电弧喷涂铝基粉芯线材制备的涂层在650℃高温下具有优良的抗高温氧化性能;在涂盐和硫化氢耐腐蚀环境下,由于铝基涂层的硫化腐蚀反应仅发生在涂层表面,腐蚀层很薄,涂层内部几乎没有受到影响,因此铝基涂层具有优良的耐腐蚀性能.     

热处理对低压冷喷涂铜铝复合涂层耐腐蚀性能的影响

通过低压冷喷涂技术在45号钢基体表面制备了铜铝复合涂层,然后在不同温度对涂层进行了热处理.采用静态压痕法和扫描电镜(SEM)表征热处理前后涂层的显微硬度和微观形貌;采用腐蚀浸泡试验、铜加速乙酸盐雾(CASS)试验研究热处理前后涂层的耐腐蚀性能.结果表明:当热处理温度为450℃时,铜铝复合涂层内铜、铝元素发生了明显的扩散...     

铁对铸态高铝青铜组织和性能的影响

研究了不同加入量的Fe对高铝青铜铸态组织和性能的影响。结果表明,随着Fe含量增加,合金晶粒得到细化,硬化相K相增多,其分布由弥散粒状向球状或梅花状转变,(α γ2)共析体由少量不连续分布变为围绕K相的孤立点状分布,适量Fe(4%)可以提高合金抗压强度和硬度,过多Fe则将导致抗压强度和硬度降低。     

激光重熔与冷喷涂复合工艺制备的镍铝青铜基涂层耐腐蚀性能研究

为解决镍铝青铜质螺旋桨修复再制造难题,使用激光重熔加冷喷涂复合工艺在镍铝青铜9442合金上制备了Cu402F涂层。使用OM、SEM观察了涂层截面与表面的微观形貌;采用盐雾腐蚀箱、电化学工作站重点研究了涂层的耐盐雾腐蚀性能和电化学行为。试验结果表明:冷喷涂态涂层厚度约为300μm,涂层致密度良好,表面较为粗糙,经过激光重熔后涂层表面变得较为平整,涂层内部分为重熔区、多孔过渡区以及冷喷涂遗传区;经1 000h中性盐雾腐蚀试验后,冷喷涂态涂层腐蚀产物呈现菜花状,表面存在着大量裂纹,激光重熔态腐蚀产物呈圆形颗粒状,表面出现点蚀坑,激光重熔后涂层失重量减少了43.86%,耐盐雾腐蚀性能增强;涂层在浸泡不同时间后动电位极化曲线可知,冷喷涂态涂层在浸泡5天后涂层上就逐渐形成钝化膜,并且随着浸泡时间的增加,涂层上的钝化膜更加稳定,激光重熔态涂层浸泡36天后表面可以形成十分稳定并且具有一定厚度的钝化膜,耐海水腐蚀性能大幅提高。     

冷喷涂纯铝涂层耐腐蚀性能研究

目的研究冷喷涂纯铝涂层耐中性盐雾腐蚀性能,为冷喷涂技术在海洋大气防腐环境中的应用提供理论依据。方法采用冷喷涂技术在30Cr Mn Si A钢基体上制备纯铝涂层,利用金相组织分析、XRD衍射分析、电化学测试、中性盐雾试验等技术方法,考察冷喷涂涂层试样的耐腐蚀性能及其影响因素。结果冷喷涂涂层十分致密,随着喷涂温度和压力的不断提高,涂层的致密度不断增加,在喷涂温度为500℃、喷涂压力为1.2 MPa、喷涂距离为25 mm及工作气体为氮气的工艺条件下,纯Al涂层的孔隙率为0.5%,涂层中无氧化物存在,能够有效隔绝腐蚀介质和基体,为基体提供物理腐蚀防护。纯Al涂层的腐蚀速率为4.935×10?7 A/cm2,并作为阳极为基体提供电化学腐蚀防护,中性盐雾试验1440 h后无腐蚀。腐蚀形貌分析表明,在表面钝化膜防护及腐蚀产物的封闭作用下,冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,虽然发生一定腐蚀,但腐蚀速率较小,表面质量良好,可以作为长效防腐涂层。结论冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,可以为钢铁材料提供长效效防护。     

热喷涂技术在钢桥防腐蚀中的应用

本文介绍了热喷涂长效防腐涂层的防腐机理及在国内外钢桥防腐蚀中的应用情况,经过多年在钢结构上的应用证明,热喷涂用于长效防腐蚀是目前钢桥长效防腐蚀的最经济有效的方法之一。     

超音速电弧喷涂Al涂层在污水储罐中的腐蚀行为

目的研究Al涂层在污水储罐不同位置的腐蚀行为,为热喷涂Al涂层服役提供理论基础。方法采用超音速电弧喷涂在Q235B钢表面喷涂Al涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)分析Al涂层腐蚀前后的组织形貌,采用能谱仪(EDS)对涂层元素组成进行表征。通过涂层减薄速率、腐蚀形貌特征等,表征涂层在储罐不同位置(水/气界面、水层、水/泥界面和泥层)的腐蚀行为。结果喷涂态Al涂层为典型的层状结构,未发生明显氧化,孔隙率为5.4%,厚度为60μm。涂层浸泡60 d后,水/气界面和水层环境中涂层表面仍保持喷涂态的典型特征,即液滴铺展形成的光滑区域和液滴飞溅形成的粗糙区域。由于初始产物的堵塞隔离作用在涂层表面生成氧化膜,涂层发生的腐蚀形式为均匀腐蚀。水/泥界面和泥层环境中,由于氧浓差腐蚀等因素,使得涂层氧化膜的腐蚀速率大于其钝化速率,涂层腐蚀严重,出现局部腐蚀坑、裂纹和脱落现象,主要发生一层或几层扁平粒子整体剥落造成的局部腐蚀。另外,泥层腐蚀环境中,整个涂层内部的扁平粒子界面已完全腐蚀,涂层为松散状态。结论与海洋中相比,铝涂层在污水储罐中的腐蚀机理有所差别。与普通储罐相比,阳极铝涂层保护储罐的腐蚀形式不同,但是...     

热喷涂技术制备铝涂层及其在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性的研究现状

铝是一种应用十分广泛的耐腐蚀材料,热喷涂技术作为表面工程领域的重要技术之一,在钢铁材料表面喷涂铝涂层,能够对钢铁材料起到很好的耐腐蚀保护作用,延长钢铁的使用寿命,减少对钢材的维护与保养。目前通常采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术和冷喷涂技术制备铝涂层,对此三种热喷涂技术制备铝涂层的涂层特点和耐腐蚀性能进行综述。系统归纳了这三种热喷涂技术的热源温度、粒子飞行速度和喷涂距离对形成涂层特点的影响机制,以及铝涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀机理,揭示出铝涂层内部孔隙是影响其耐腐蚀性能的最主要因素,孔隙含量可由孔隙率表示,并指出随着孔隙率的增大,其耐腐蚀性能降低。但是并未详细指出涂层内部孔隙的含量和形状大小对涂层耐腐蚀性能的影响,因此通过进一步优化热喷涂技术制备铝涂层的工艺,研究不同孔隙含量的铝涂层和不同形状大小孔隙的铝涂层在实际服役工况下的具体耐腐蚀程度,对今后热喷涂铝涂层的实际应用具有重要的科学意义,是今后的重点研究方向之一。     

超音速电弧喷涂锌铝合金涂层的制备及在海水中的腐蚀行为研究

本文介绍了超音速电弧喷涂技术制备锌铝合金涂层的过程和工艺,对涂层进行了电化学测试。结果表明合金涂层可以起到牺牲阳极的作用,同时浸泡一段时间之后合金涂层表面可以生成钝化膜。锌铝涂层可以保护钢铁基体不被腐蚀。     

ABS表面无钯金属化及电沉积Ni-SiC镀层的耐腐蚀性能

为了实现ABS塑料表面环境友好型金属化,采用分子接枝及化学喷镀银工艺替代繁琐的胶体钯活化工艺,在ABS上制备了均匀致密的镀银层。随后采用直流电沉积,制备了Ni-SiC复合镀层,以提高镀层的耐腐蚀性能。利用场发射扫描电镜、电子能谱仪、X射线光电子能谱仪等分析镀层形貌特征、分子间化学键合机理。利用电化学工作站分析复合镀层的耐腐蚀性能。结果表明:镀层与ABS基体之间形成了化学键合,平均剥离强度为8 N/cm,而传统工艺的剥离强度最大值为4.9N/cm。制备的Ni-SiC复合镀层的最小腐蚀电流密度为0.860μA/cm~2,耐腐性能优于镀镍层。     

超音速火焰(HVOF)喷涂Fe-Cr基涂层的组织与耐蚀性

采用多元Fe—cr基合金（含Si、Mn、B等）作为喷涂粉末,用JP-5000超音速火焰喷枪在不锈钢基体上制备厚度约200μm的Fe基涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜对涂层的组织结构进行了观察和分析,采用盐雾试验箱对涂层的耐蚀性进行了初步研究。结果表明,涂层主要由非晶、bcc晶体结构的纳米晶及微米级硼化物组成;非晶基体产生了明显晶化,形成了胞状bcc结构的纳米仪．Fe,其尺寸约为10～30nm^3,涂层致密,孔隙率约为1％。涂层的耐盐雾腐蚀的性能明显高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。前者主要为孔蚀,后者主要为晶间腐蚀。     

超音速等离子喷涂制备金属陶瓷涂层的抗冲蚀性能

通过高效能超音速等离子喷涂(SAPS)制备WC-Co及WC-Ni Cr金属陶瓷涂层,对比研究了2种涂层的抗冲蚀性能及在热腐蚀条件下的结构和性能演变。结果表明:2种涂层在喷涂过程中均会发生一定程度的脱碳,表现为W_2C相的形成;同时在WC-Co涂层中有少量的Co_3W_3C和Co_6W_6C相生成,且该涂层在热腐蚀后表层的WC相出现了分解与氧化,形成了W_3C、W_6C_(2.54)等脱碳相与CoWO_4、WO_3等氧化物相。在普通冲蚀条件下,WC-Co涂层的抗冲蚀性能更为优异,但热腐蚀会极大降低WC-Co涂层的抗冲蚀性能;与之相反,WC-NiCr涂层中的NiCr相在热腐蚀环境下生成的Cr_2O_3可以有效阻挡涂层内部与外部之间的物质扩散,从而降低了热腐蚀对涂层结构的破坏,在热腐蚀条件下表现出了优良的抗冲蚀性能。     

超音速等离子喷涂Mo涂层的载流摩擦磨损性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备Mo涂层，利用场发射扫描显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）观测涂层显微形貌与组织成分，分析了载流摩擦中的电接触模型及电弧成因，利用滑动式摩擦试验机研究了电流强度对涂层粗糙度、表面温升及摩擦磨损性能的影响。结果表明：制备的Mo涂层组织致密、氧化程度低，与基体结合方式为“机械铆合”；随电流增加，摩擦副间电弧能量急剧升高，起弧率与表面粗糙度先降低，后上升。其中收缩电阻和微电容产生的自感电动势促进了电弧形成；摩擦副表面的温升由摩擦热、焦耳热、电弧热共同决定，与电流强度呈正相关；摩擦因数受表面粗糙度、材料剪切强度、表面膜等因素共同影响，随电流增加呈下降趋势。此外，载流条件下会出现黏着磨损、氧化磨损、电弧烧蚀等磨损，加剧了涂层剥落与磨粒磨损，但形成的摩擦膜可以有效保护涂层，降低磨损率。     

热喷涂技术在钢桥防腐中的应用

针对应用越来越多的钢结构桥梁的腐蚀问题,介绍了热喷涂长效防腐涂层的防腐机理及国内外在钢桥防腐中的应用情况,从不同方面与其他防腐方法进行了比较,说明热喷涂防腐具有一定的优越性.经国内外多年在钢结构上的应用证明,对钢铁结构件采用热喷涂技术进行防腐处理是目前钢桥长效防腐的最经济有效的方法.     

滑动频率对超音速等离子喷涂Mo涂层载流摩擦磨损性能的影响

目的 提高45NiCrMoVA钢的高频载流摩擦磨损性能。方法 采用超音速等离子喷涂技术在表面制备Mo涂层,通过红外热成像仪、高速摄像机记录载流摩擦实验中的温度分布、起弧率和电弧形貌。采用载流摩擦磨损试验机、三维形貌仪测算涂层的摩擦系数、稳定性系数、磨痕轮廓和磨损率。利用场发射扫描显微镜、X射线能谱分析仪、X射线衍射仪对磨痕、磨屑进行分析。结果 当滑动频率由5 Hz提升至20 Hz时,起弧率由1.13%提升至8.24%,造成的电弧烧蚀区面积逐渐扩大。载流摩擦过程中表面的温度变化明显受滑动频率与实验时间的影响,各组均在300 s时达到最高温度,范围为63.3~91.7 ℃。随滑动频率的增加,涂层的摩擦系数及稳定性系数呈先下降后上升趋势,15 Hz时,两者值达到最小,为0.337（平均摩擦系数）和1.443。磨损率同样随滑动频率的增加呈先下降后上升趋势,10 Hz时达到最小,为66.6×104 μm3/(N?m);当频率大于15 Hz时,磨痕深度、宽度大幅增加。结论 摩擦膜可以降低摩擦副间的粘着倾向,提高运动稳定性,其形成与破裂受表面温度、材料屈服强度等多方面因素的影响,是导致摩擦系数变化的主要原因。载流摩擦除机械损耗外,还存在电气损耗及电气-机械共同损耗。高频率下,电弧烧蚀现象明显,同时加剧了粘着磨损、氧化磨损、层片剥落及磨粒磨损,导致磨损率较高。