球形复合氧化铬团聚粉末及等离子喷涂涂层性能研究

采用喷雾造粒 - 烧结的方法制备了一种球形复合氧化铬团聚粉末, 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了团聚造粒过程中料浆不同粘结剂含量对粉末微观组织形貌的影响以及烧结温度对粉末松装密度、 流动性及颗粒强度的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了复合氧化铬涂层, 并对涂层的微观组织、 显微硬度及涂层结合强度等力学性能进行研究。 研究结果表明： 适量的增加料浆粘结剂含量, 粉末球形度变好, 粘结剂含量过高时, 粉末球形度变差, 当粘结剂含量为 8% 时粉末具有较好的球形度; 随着烧结温度的升高粉末松装密度先降低后升高, 粉末流动时间先变长后变短, 粉末流动性先变差再变优,当烧结温度达到 1300 ℃以上时, 粉末不具有流动性; 随着烧结温度的升高粉末颗粒强度逐渐升高; 该粉末经过大气等离子喷涂沉积形成的复合氧化铬涂层孔隙率为 2.3%、 结合强度均值达到 39.74 MPa, 涂层平均显微硬度为1197.6 HV0.3。     

喷涂工艺参数对铝硅氮化硼封严涂层组织及性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备了铝硅氮化硼封严涂层,通过对涂层显微结构、硬度、结合强度和飞行粒子状态的研究,分析了喷涂工艺参数(功率22～34kW、送粉量30～50g/min及喷涂距离90～150mm)的变化对涂层组织和性能的影响规律。研究结果表明:随着功率的增加,飞行粒子温度和速度均增加,涂层的孔隙率和BN含量降低,硬度和结合强度提高;随送粉量增加,粒子温度和速度均减小,涂层孔隙率和BN含量增加,硬度和结合强度降低;随着喷涂距离的增加,粒子飞行速度降低的影响大于温度升高的影响,导致涂层孔隙率和BN含量提高,硬度和结合强度降低。     

烧结温度对氧化铪粉末性能的影响及喷涂涂层性能研究

本试验采用喷雾干燥 - 高温烧结的方法制备了氧化铪粉末, 并采用大气等离子喷涂 (APS) 技术在钢基体表 面制备了氧化铪涂层, 研究了烧结温度对氧化铪粉末以及涂层微观组织和性能的影响。 结果表明随着烧结温度从 1000 ℃升高至 1300 ℃, 氧化铪粉末微观组织变化不明显, 微颗粒也未发生明显长大, 当温度升高至 1400℃以上 时, 粉末内部组织逐渐变得致密, 微颗粒开始微熔连接, 形成网络状骨架; 当烧结温度为 1000 ℃至 1300 ℃时, 粉末颗粒强度处于相对较低的水平, 随着烧结温度升高至 1400 ℃、 1500 ℃时, 粉末颗粒强度逐渐增大; 1400 ℃ 烧结后的氧化铪粉末经大气等离子喷涂形成的涂层组织均匀结构较致密, 涂层孔隙率为 3.9%, 涂层平均显微硬 度为 552.24 HV0.3, 涂层结合强度均值达到 24.78 MPa。     

致密化工艺对氧化钛粉末及等离子喷涂涂层性能影响研究

采用喷雾干燥法制备了一种球形氧化钛团聚粉末, 并通过高温烧结及感应等离子球化工艺对团聚粉末进行 致密化处理。 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了不同致 密化处理工艺对粉末颗粒强度、 松装密度及流动性的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了氧化钛涂层, 并对涂层的微观组织进行研究。 研究结果表明, 高温烧结工艺及等离子球化工艺均可有效提升氧化钛团聚粉末 的致密度, 经过高温烧结工艺后氧化钛粉末内部的细小颗粒呈现烧结熔融的趋势, 而采用等离子球化处理后的 团聚粉末直接形成了致密球体结构。 相比于高温烧结工艺, 等离子球化工艺对氧化钛粉末的致密化效应更为明 显, 粉末的颗粒强度可达 187.86 MPa, 松装密度可由 0.79 g/cm3 提升至 1.69 g/cm3, 流动性由 163.22 s/50g 加快 至 100.27 s/50g。 该粉末经过大气等离子喷涂沉积形成的氧化钛涂层孔隙率为 2.8 %, 与未经致密化工艺处理的氧 化钛团聚粉末相比, 制备的涂层致密化水平有了较大程度的提升, 涂层的平均显微硬度值由 434.18 HV0.3 提升至 744.37 HV0.3, 涂层的结合强度均值由 11.07 MPa 提升至 29.93 MPa。     

工艺参数对大气等离子喷涂C276-Ni60涂层性能的影响

本文采用大气等离子喷涂 (Atmospheric Plasma Spraying, APS) 技术在基体 QT500 上制备 C276-Ni60 耐蚀防 护涂层。 基于正交实验方法研究了 APS 工艺参数主气流量、 喷涂功率和枪距对 C276-Ni60 涂层结合强度、 孔隙 率和显微硬度的影响, 应用极差和方差方法分析实验结果, 并观察分析涂层的微观组织和物相组成, 得到了优化 的工艺参数, 测量 QT500 基体和工艺优化后 C276-Ni60 涂层的电化学性能。 实验结果表明, APS 工艺参数对涂 层综合评分的影响主次顺序为： 枪距 - 功率 - 主气。 最优的工艺参数为： 主气为 35 L/min、 功率为 33 kW、 枪距 为 100 mm。 C276-Ni60 涂层的主要物相为 γ 相的 Ni-Cr-Co-Mo, 涂层的耐蚀性能优于基体。     

等离子喷涂工艺参数对高纯氧化钇涂层性能的影响

本文采用METCO F4等离子喷涂系统在铝合金基体上制备了高纯氧化钇涂层,并通过四因素三水平正交试验,研究了氩气流量、氢气流量、喷涂功率和喷涂距离这四个工艺参数对涂层结合强度、孔隙率以及表面粗糙度的影响规律.结果表明:(1)涂层的结合强度随着氩气流量的增加先小幅减小后快速增大;随氢气流量的增加先增大后减小;随着等离子功...     

基于大气等离子喷涂的NiCrSiB涂层组织结构及性能研究

针对涂覆在GH907合金试样上NiCrSiB涂层,采用光学显微镜和拉伸试验机对热处理前后涂层组织形貌、拉伸结合强度等进行了分析和比对,并对热处理后的涂层开展了涂盐热腐蚀、电偶腐蚀及盐雾腐蚀等进行了分析和研究。研究结果表明：大气等离子喷涂态的NiCrSiB涂层经热处理后,涂层结合形式由颗粒堆积的物理结合转变为冶金结合,涂层中的孔洞等组织特征明显改善;热处理后涂层厚度中间段结合强度值相对稳定;涂层涂盐热腐蚀随着时间变化腐蚀逐步增大;电偶腐蚀表明涂层的电势比基体材料的电势低;涂层盐雾试验所产生的黄色流痕,主要为盐雾中Cl_-1^{离子与涂层中活泼Fe元素在长时间接触中所形成的FeCl}₃和FeCl₂等在涂层表面微孔结构处的聚集产物。     

超音速等离子喷涂YPSZ涂层的组织及耐磨性能

为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO₂相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10^-2mm³,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善.     

等离子喷涂涂层的研究进展

本文介绍了等离子喷涂涂层的微观结构,力学性能,涂层表面处理及物理性能等国内外最新的研究进展。     

等离子喷涂工艺参数对 BSAS 基可磨耗环境障涂层组织性能影响

为满足陶瓷基复合材料表面可磨耗环境障一体化涂层的需求,采用大气等离子喷涂技术制备 BSAS+ 聚酯(BSAS+P) 涂层,研究喷涂工艺参数对涂层组织性能的影响。结果表明：涂层为典型的层状结构,内部存在一定数量的孔洞和微裂纹;在一定范围内,提高喷涂电流、氢气流量和载气流量,有利于提高粉末颗粒熔化程度,使其在基体表面平铺变形效果好,所得涂层具有合适的孔隙率和表面硬度。等离子喷涂 BSAS+P 涂层最佳工艺参数为：喷涂电流 550A、氩气流量 40NLPM、氢气流量10NLPM、载气流量2.5NLPM,得到涂层孔隙率为 13.7%,表面硬度为64.7HR45Y。采用上述工艺参数制得的涂层,与基体结合强度较高,并且在 1000℃下与 Si 3 N 4 球间的平均摩擦系数为 1.2,具有较好的可磨耗性能。     

喷涂工艺对MCrAlY涂层组织影响

采用超音速、爆炸喷涂工艺制备钢铁炉辊用MCrAlY涂层,借助XRD、SEM和EDS等手段分析了涂层组织。结果显示：超音速制备涂层中Cr元素含量比粉末成分偏高,Al、Y元素降低,可能在喷涂过程中元素烧损,形成的氧化物在喷涂沉积过程被吹飞,未沉积到涂层中。XRD分析结果显示涂层由Co基固容体、Al,Co、Cr7C3、TaC等相组成。涂层致密,孔隙率低,显微硬度大,结合强度高。相对超音速工艺制备涂层,爆炸喷涂工艺制备的涂层中除铝元素外,分布较均匀,涂层致密度较低,涂层相对显微硬度较高,结合强度二者一致。     

大气等离子喷涂工艺对纳米结构和传统Yb2SiO5 涂层微观结构的影响

纳米材料由于具有一些独特的效果而表现出了独特的性能,纳米结构稀土硅酸盐被认为是很有前景的环境障碍涂层 ( EBC ) 材料之一。稀土硅酸盐材料中Yb2SiO5 因其卓越的高温相稳定性、对水蒸气环境的耐久性、低热导率以及优秀的化学稳定性受到了研究者们的广泛关注。本文研究了大气等离子喷涂工艺 ( APS ) 参数对纳米结构和传统Yb2SiO5 涂层微观结构的影响,并研究了相同大气等离子喷涂工艺下,纳米结构Yb2SiO5 喂料和传统Yb2SiO5 喂料对涂层微观结构的影响,分析了APS 制备过程中不同结构喂料对涂层结构影响机制。结果表明：相同喷涂参数制备的纳米结构Yb2SiO5 涂层孔隙率低于传统Yb2SiO5 涂层,以及纳米结构Yb2SiO5 涂层的铺展性和融化度均优于传统Yb2SiO5 涂层,表明纳米结构Yb2SiO5 涂层为很有前途的环境障碍涂层之一。     

新型氧化钇粉末及高纯致密氧化钇涂层的大气等离子喷涂制备

目前采用粉末原料通过等离子喷涂制备的最先进高纯氧化钇涂层的孔隙率通常为3%~5%。这种孔隙率的涂层在严重的腐蚀和侵蚀条件下会释放非常细小的颗粒。高纯氧化钇涂层主要应用于半导体领域,如,干法刻蚀腔室的抗冲蚀保护涂层(含氟和氯的等离子体),并且这些应用的需求条件也越来越严苛。当暴露于这种腐蚀性和侵蚀性气氛中时,涂层的致密度越高,它的耐侵蚀性就越强。侵蚀速率和细颗粒释放的降低将减少维护频率,从而提高生产效率。最近有文献报道通过悬浮液等离子喷涂(SPS)技术制备致密度更高的涂层,但这种新兴的工艺对制备技术提出了更高的挑战,如需要应对非常高的热通量和处理悬浮液作为原料来使用,增加了偏差的风险。本文开发了一种新的高纯氧化钇粉末,采用传统的大气等离子喷涂(APS)这种粉末能制备致密度范围与SPS技术相同的涂层。通过对粉末中颗粒致密度分布的调整和其狭窄精细粒度分布的微调得到一种独特的粉末材料来制备高质量的涂层。相比于通常报道的团聚和烧结粉末,采用Saint-Gobain ProPlasma HP等离子喷枪喷涂这种粉末显著降低了涂层的孔隙率,提高了沉积效率。     

大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的工艺及性能研究

利用大气等离子喷涂国产化铝硅-聚苯酯粉末,针对喷涂工艺对铝硅-聚苯酯粉末喷涂涂层的金相组织、硬度、热稳定性、结合强度等性能的影响进行了研究。结果表明:国产化铝硅-聚苯酯粉末可满足喷涂工艺要求,通过调节工艺参数可实现涂层较好的组织分布及力学性能状态,保温50h后涂层硬度有所降低,后期趋于稳定。     

等离子喷涂氧化铝涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术 ,在 Fe Cr Al RE合金基体表面制备铝钛涂层和氧化铝涂层 ,与浸渍法制备的氧化铝涂层进行比较。利用 XRD、SEM、BET和超声振动等分析测试技术 ,对涂层的微观结构与表面特性进行研究。结果表明 ,加入适量的 Ce O2 、L a2 O3 、Zr O2 、Si O2 后 ,氧化铝喷涂涂层的表面组成相主要保持为 γ- Al2 O3 ,其蜂窝状多孔结构上堆积了大量弥散分布的纳米微粒 ;这种复合结构既保证了涂层与载体牢固的结合 ,表现出优于氧化铝浸渍涂层的抗振性与抗热震性 ,又使得涂层的几何比表面达到 32 .1m2 / g,大大超过铝钛喷涂涂层。因此 ,可用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层 ,作为承载活性组分的分散层 ,用于摩托车的金属载体排气催化剂     

大气和真空等离子喷涂钨涂层比较研究

应用大气和真空等离子喷涂技术制备钨涂层,对涂层形貌、氧含量、热导率、结合强度以及抗热冲击性能进行比较研究。研究结果表明,大气喷涂W涂层存在明显的氧化现象,而真空喷涂W涂层几乎没有发生氧化。与大气喷涂W涂层相比,真空喷涂W涂层具有更为致密的显微结构和较少的氧化物杂质,从而具有较高的热导率,与基体的结合也更加良好。通过高能电子束辐照实验,对涂层的抗热冲击性能进行考察,结果表明真空等离子喷涂W涂层具有较好的抗热冲击性能。     

反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织与性能研究

采用工业纯钛粉,利用反应等离子喷涂技术,在45钢表面原位合成TiN复相涂层。利用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用扫描电镜观察涂层的组织结构、显微压痕、断口和磨损形貌,采用能谱仪分析压痕微区成分,测试了涂层的显微硬度和耐磨性能。结果表明:复相涂层由TiN、TiN0.3、Ti3O组成;涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间、层与基体之间结合较好;涂层的显微硬度为983~1 254 HV0.1;显微压痕形状清晰、规则,且压痕周围无翘边现象;断口形貌说明涂层具有一定的韧性,为介于陶瓷材料与韧性材料之间的混合断裂机制;涂层在低载荷时耐磨性能最佳。     

等离子与火焰喷涂镍铝涂层性能研究

采用等离子和火焰两种方法制备NiAl涂层,对比了NiAl复合粉末在这两种喷涂工艺条件下所得涂层的硬度、结合强度和组织结构。实验结果表明采用等离子法制备的NiAl涂层致密,涂层孔隙率低,与基体的结合强度高,且涂层的硬度较高。     

等离子喷涂FeCrMoSnPBSiC非晶合金涂层的结构和性能

 将软磁非晶合金FeCrMoSnPBSiC粉末作为喷涂材料,用大气等离子喷涂法在Q235钢板表面制备非晶态合金涂层。结果表明,该非晶态合金涂层组织致密均匀,具有较高的硬度,平均显微硬度为HV01 644,涂层与基材结合强度超过25 MPa,而且涂层具有较高的热稳定性和较好的耐腐蚀性能,起始晶化温度约516 ℃,在5%NaCl溶液中具有钝化作用。     

HVOF喷涂角度对NiCrBSi涂层组织结构及摩擦学性能的影响

采用HVOF工艺制备了40°、50°、60°、70°、80°、90°六种不同喷涂角度的NiCrBSi涂层,对涂层微观形貌、孔隙率、显微硬度,以及25、400、600 ℃下的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明：不同喷涂角度制备的涂层的微观结构不同,喷涂角度为40°、50°时,制备的涂层内未见未熔/半熔颗粒;喷涂角度达到60°及以上时,制备的涂层内出现未熔/半熔颗粒,且沉积效率有明显提升。涂层显微硬度在50°及90°喷涂角度时达到最大值837.2 HV0.1。同种涂层的平均摩擦因数随着试验温度的升高而降低;在常温状态下,50°喷涂角度制备的涂层磨损率最低;当磨损试验温度上升至400 ℃及600 ℃时,90°喷涂角度制备的涂层的磨损率最低。涂层在25℃及400 ℃下的磨损机理主要表现为疲劳磨损,在600 ℃时,90°喷涂角度制备的涂层表现出磨粒磨损特征。与喷涂角度40°制备的涂层相比,喷涂角度90°制备的涂层中的未熔/半熔颗粒起到“钉扎效应”,有助于提高涂层在常温和高温环境下的耐磨性。