先进的冷喷涂技术

冷喷涂是根据空气动力学原理开发的先进喷涂技术.其过程是高压气体经过一定低温预热通过缩放喷管产生超音速气体射流,将喷涂粒子从轴向送入气体射流中加速,粒子以固态的形式撞击基体形成涂层.冷喷涂技术可获得低氧化物含量、低内应力、高硬度、大厚度涂层,冷喷涂纳米材料将成为喷涂技术领域的研究前沿之一.     

喷嘴出口截面形状对冷喷涂涂层性能影响的数值分析

制备冷喷涂涂层的沉积速度、有效喷涂面积及均匀程度与喷嘴出口截面形状有重要关联。通过对冷喷涂射流流场的数值模拟,比对了不同喷嘴截面形状的流场特点。结果表明：矩型喷嘴截面形状有利于大面积均匀涂层生成,相同条件下,所制备涂层的性能优于圆型喷嘴,这与相关试验结果吻合较好。     

冷喷涂工艺的进展及应用现状

冷喷涂是近几年来发展起来的新型表面涂层技术。由于冷喷涂技术是在较低的温度下进行的,与其他方法制备的涂层相比具有很多的优势。本文介绍了冷喷涂技术的喷涂原理;系统阐述了冷喷涂工艺参数（如气体的压力、温度,喷射距离,基体温度等）对涂层质量的影响,这些工艺参数主要是通过影响颗粒的速度来实现对涂层性能的影响;分析了不同的工艺参数对涂层的沉积效率、孔隙率、显微硬度、结合强度、耐磨性以及抗腐蚀性等性能的影响;并对冷喷涂技术的国内外应用现状进行了总结和展望。     

铝基铜焊合金冷喷研究

冷喷涂工艺具有喷涂材料低氧化性与喷涂过程中基体和粒子表面氧化膜破裂的特性，因此广泛应用于铜焊技术。目前研究中，两种铜焊合金AlSi12和AlSi10Cu4可通过冷喷涂工艺喷涂在6063和3003铝合金上。喷涂参数对粒子速度的影响可通过DPV2000研究。喷涂材料和参数对涂层形成和涂层微观结构的影响已做研究。     

等离子喷涂功率对MOSi_2涂层组织与抗高温氧化性能的影响

以自蔓延合成的MoSi_2粉体为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了MoSi_2涂层;采用XRD、SEM和EDS等仪器和高温氧化试验考察了喷涂功率对MoSi_2涂层组织和抗高温氧化性能的影响。结果表明:涂层中均含有MoSi_2相、Mo_5Si_3相和钼相,随喷涂功率的增大,涂层的相组成由富硅相向富钼相转变;采用30kW喷涂功率可制备出主相为MoSi_2且致密度较高的涂层,可以明显提高基体的抗高温氧化性能。     

冷喷涂技术在甲醇水蒸气重整制氢中的应用

采用冷气体动力喷涂技术在铝基板上制备了铜涂层,并在该涂层上进行了甲醇水蒸气重整制氢试验;对重整试验前后的涂层表面及其断面形貌和组成进行了SEM和EDS分析.结果表明:重整制氢试验后涂层中的氧和铝元素含量增加,涂层表面形貌由层叠堆积状结构变为微球状多孔结构,孔隙率明显增加,重整产物中氢气体积分数可达74.9%,表明能用冷喷涂技术制备甲醇水蒸气重整制氢的催化涂层.     

冷喷涂Cu-Zn-Al_2O_3修复斯太尔发动机水道腐蚀区域的涂层性能分析

采用冷气体动力喷涂技术,喷涂超细Cu-Zn-Al2O3复合粉来修复斯太尔发动机水道腐蚀区域,并对冷喷涂层的显微结构、物相组成和力学性能进行了表征。实验表明,超细Cu-Zn-Al2O3复合粉经超音速冷喷涂制备的涂层可与发动机缸体基体结合牢固,显微组织致密,测得的涂层抗拉强度值达到28.87 MPa,涂层表面硬度均值143.6HV0.05,耐磨性是斯太尔发动机基体的5.035 5倍,延长了设备服役期。     

增强相对高速电弧喷涂铁铝复合涂层摩擦学特性的影响

使用铁铝粉芯喷涂丝材，结合高速电弧喷涂技术在锅炉钢上得到了铁铝复合涂层，分析了涂层的成分和相组成，对涂层进行了摩擦磨损试验，并在扫描电镜上观察了磨斑的形貌和成分。结果表明：添加增强相可以提高涂层的力学性能；添加了Cr3C2增强相的铁铝复合涂层具有优良的常温耐磨损性能；而添加铬和镍元素则可以略微增加涂层的耐磨损性能；添加增强相WC和Cr3C2的涂层在高温的情况下出现了摩擦因数降低的趋势。     

不锈钢表面等离子喷涂热障涂层高温氧化性能的研究

利用等离子喷涂技术在不锈钢表面喷涂，由底层（NiCrAl）和面层（ZrO2＋Y2O3）组成的梯度涂层。用SEM和XRD方法表征了梯度涂层的显微组织和相结构。对喷涂后试样在800℃进行了高温氧化试验，给出了氧化动力学曲线。结果表明不锈钢表面等离子喷涂NiCrAl＋（ZrO2＋Y2O3）梯度涂层的厚度约为530μm。不锈钢表面喷涂梯度涂层后，提高了高温抗氧化的性能，降低了氧化速率，喷涂后的氧化膜致密，对继续氧化有阻碍作用。     

人工关节涂层性能的研究

本文研究了利用等离子弧喷涂技术将人造骨粉喷涂于金属人工关节表面时，喷涂工艺参数对涂层质量的影响，测定并分析了不同工艺参数下涂层的结合强度和显微组织。试验结果表明，选择合适的喷涂工艺参数和控制措施，可以获得结合性能较佳的以金属人工关节为基体的人造骨粉涂层。     

液氮喷雾流态化速冻机的稳定性研究

液氮喷雾流态化速冻机稳定性研究主要考察速冻机运行的稳定性和可靠性,内容包括网下风速变频调节稳定性试验、设备冷态运行可靠性以及冷风温度在计算机控温、温控仪二位控制控温和温控仪AI人工智能控制这3种不同控温方式进行比对试验。结果采用温控仪AI人工智能控制控温,控温效果最好,温度分布均匀,上下波动小,温度偏差约为±1.8K。     

Application of cold spraying for flux-free brazing of aluminium alloy 6060

In the present study, samples of aluminium alloy 6060 were coated by cold spraying with a powder of brazing alloy Al12Si. The influence of the process gas temperature on particle velocities and coating build-up was investigated. The coated samples were heat-treated in air and under argon atmosphere to investigate the wetting behaviour of the deposited Al12Si and the diffusion processes between Al12Si coatings and substrates. Coated samples were brazed flux-free under argon atmosphere by an induction heating system. The microstructure of the coated, heat-treated, and brazed samples was investigated. The shear strength of the brazed joints was determined. The results show that the brazing alloy Al12Si could be very well deposited on the substrate by cold spraying. The particle velocity increased with increasing process temperature. Correspondingly, the thickness of Al12Si coatings increased with increasing process temperature. The heat treatments showed that a very good metallurgical bond between the Al12Si coatings and the substrate could be realized by the deposition using cold spraying. The coated samples could be well brazed without fluxes. The coating thickness and overlap width influenced the shear strength of the brazed joints. The highest shear strength of brazed joints amounts to 80 MPa.     

Application of cold spraying for flux-free brazing of aluminium alloy 6060

In the present study, samples of aluminium alloy 6060 were coated by cold spraying with a powder of brazing alloy Al12Si. The influence of the process gas temperature on particle velocities and coating build-up was investigated. The coated samples were heat-treated in air and under argon atmosphere to investigate the wetting behaviour of the deposited Al12Si and the diffusion processes between Al12Si coatings and substrates. Coated samples were brazed flux-free under argon atmosphere by an induction heating system. The microstructure of the coated, heat-treated, and brazed samples was investigated. The shear strength of the brazed joints was determined. The results show that the brazing alloy Al12Si could be very well deposited on the substrate by cold spraying. The particle velocity increased with increasing process temperature. Correspondingly, the thickness of Al12Si coatings increased with increasing process temperature. The heat treatments showed that a very good metallurgical bond between the Al12Si coatings and the substrate could be realized by the deposition using cold spraying. The coated samples could be well brazed without fluxes. The coating thickness and overlap width influenced the shear strength of the brazed joints. The highest shear strength of brazed joints amounts to 80 MPa.     

冷喷铝涂层对2024铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

冷喷涂层为搅拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)接头提供了良好的防腐效果,但冷喷涂层对FSW接头力学性能的影响尚不明确。基于此,本研究通过拉伸和疲劳试验研究冷喷涂层对2024-T3铝合金接头力学性能的影响,并采用透射电子显微镜(Transmission electron microscope, TEM)与差示扫描量热法(Differential scanning calorimetry, DSC)表征冷喷涂前后接头显微组织的变化。试验结果表明,在2024-T3铝合金FSW接头上制备冷喷涂层后,接头的力学性能得到了一定改善,其抗拉强度从393.3 MPa提高到420.0 MPa,伸长率从4.3%增加到6.9%。当疲劳循环次数为1×107时,喷涂后的FSW接头在50%存活率下的疲劳强度比焊态高29.1%,在95%存活率下的比焊态高30.9%。TEM和DSC结果表明,喷涂后焊核区S相的数量、Cu与Mg原子偏聚区体积分数明显增多,这可能是接头力学性能提升的内在原因。     

等离子熔射皮膜温度过程监控

提出一种红外测温仪结合机器人熔射路径进行在线温度检测的新方法,实现了对预热、熔射与冷却过程中基体与皮膜温度的在线监控。为保证监控系统的实时性,参考统计学方法采用周期温度均值与标准差等特征信息对温度变化趋势进行表征。结果表明:选取的特征量能够简单、直观地反映温度变化;能够对温度波动和皮膜破坏等现象做出及时响应;能够辅助熔射工艺分析与过程监控、诊断。同时也为等离子熔射过程控制提供了一种新途径。     

高温高压阀门密封面喷熔铁547B合金的研究

用氧乙炔焰加熔剂助熔一步法在12CrlMoV珠光体耐热钢和25号钢高温高压阀门密封面基体．上喷熔铁547B合金粉末．对喷熔工艺及喷熔层的硬度、时效硬化特性、热耐久性能、抗擦伤性能等使用性能进行较系统的试验研究。证明用喷熔铁547B合金粉末工艺修复电站高温高压阀门密封面裂纹是可行的。     

高速冷喷涂技术及发展

高速冷喷涂是一项发展迅速的工业表面喷涂新技术,具有其它表面喷涂不可替代的优点,拥有潜在的广泛应用市场。文中根据国外最新研究资料对高速冷喷涂加工原理、应用、加工设备和系统构成进行了较为详实的介绍和论述。     

等离子熔射制模过程中皮膜温度场实验研究

开展了等离子熔射制模过程中环行向外、环行向内两种熔射路径的皮膜温度场的实验研究，得出前者的温度低于后者的实验结果，该实验结果与模拟结果一致；对三维汽车覆盖件基体等离子熔射过程中的温度分布规律进行探讨，得到三维熔射基体不同形状特征处的温度分布规律，从而为建立合理的熔射制模工艺提供了依据。     

等离子喷涂PZT涂层压电性能的实验研究

对用等离子喷涂制备的锆钛酸铅 ( PZT)压电陶瓷涂层的压电性能进行了实验研究 ,分析了涂层热处理及热处理温度、喷涂工艺参数以及粉末铅含量对压电应变常数 d33的影响 ,揭示了各种工艺条件和工艺参数下 d33的变化趋势。