铝合金表面Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的组织与性能研究

利用SAS－1型超音速电弧喷涂设备和钛、铝丝在适当的工艺条件下，在LY12铝合金表面制成了钛铝合金复合涂层。并利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪、电子探针等，对涂层的成分、相结构、显微结构、孔隙率及其结合强度、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明，利用超音速电弧喷涂设备，可以在铝基表面形成低孔隙率小于2.8%，结合强度为29MPa，显微硬度HV0.2为631和干滑动磨损体积仅为LY12基体1／7的TiAl合金涂层。显微组织观察发现，涂层与基体间有冶金结合的迹象，组织结构分析表明，涂层由TiN（TiO)，Al,Ti,TiAl,Ti3Al等相组成。涂层的磨损机制可能以化合物等硬质相的剥落引起的磨粒磨损和氧化磨损为主。     

超音速电弧喷涂Ti-Al涂层抗滑动磨损性能研究

采用二次正交回归试验设计原理和钛铝双丝超音速电弧喷涂Ti-Al合金复合涂层方法，对LY12铝合金进行了表面强化研究，并采用金相、XRD、SEM、硬度和磨损试验方法，对涂层的组织结构及力学性能进行了表征，考察了喷涂工艺参数对涂层孔隙率、显微硬度和耐滑动磨损性能的影响，研究结果表明：在本文的实验条件下，涂层的体积磨损量、孔隙率、显微硬度与喷涂电压和喷涂距离之间的变化规律，可用回归模型进行描述；随喷涂电压的增大，涂层磨损量逐渐下降；喷涂距离小于220mm时，随喷涂距离的增大涂层磨损量逐渐增大；喷涂距离为220mm时，磨损量达到最大，继续增加喷涂距离，涂层的磨损量逐渐下降；在干摩擦条件下，Ti-Al合金涂层的磨损机制主要以化合物相剥落引起的磨粒磨损和氧化磨损为主。     

超音速电弧喷涂高温防护涂层的研究进展

综述了超音速电弧喷涂高温防护涂层的研究进展,介绍了涂层的种类、制备方法,展望了高温防护涂层的发展趋势。着重阐述了超音速电弧喷涂防护涂层的抗高温氧化性能,研究和优化新型喷涂丝材与涂层的化学成分、组织,提高涂层的组织结构稳定性和使用性能,促进高温防护涂层的发展。     

超音速电弧喷钛涂层研究

用超音速电弧喷涂设备制备了钛涂层,并对涂层的显微组织,相结构,结合强度和显微硬度进行了试验分析,实验结果表明,涂层层状结构明显,与其体结合良好,孔隙率较高,涂层主要钛和钛的氧化物组成,涂层的粘结强度大于内聚强度,涂层硬度高,平均显微工达到770HV2.0N.     

Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层的滑动磨损特性研究

为了提高铝合金(LY12)的表面耐磨性,采用钛、铝金属丝材和SAS-Ⅰ型超音速电弧喷涂设备,利用二次回归正交试验方法、有润滑滑动磨损试验、涂层显微组织和磨损表面形貌观察、XRD分析,定量分析了喷涂电压和喷涂距离对涂层滑动磨损体积的影响规律,并进行了喷涂工艺参数的优化及其与基体滑动磨损的对比试验.结果表明:在特定的磨损和喷涂条件下,当喷涂距离较小时,随喷涂电压的增大,涂层的体积磨损量逐渐减小;随着喷涂距离的增加,涂层的体积磨损量随喷涂电压的升高逐渐增大,并且喷涂距离越大,涂层的体积磨损量随喷涂电压增大的速率愈大.当喷涂电压比较低时,涂层的体积磨损量随喷涂距离的增大而降低,但是,随喷涂电压的逐渐升高,涂层的体积磨损量随喷涂距离的增大逐渐上升,并且,喷涂电压愈高,其随喷涂距离而增加的速率越快.当喷涂电压和喷涂距离分别为26V和0 236m时,涂层具有最佳的耐滑动磨损性能,根据该工艺参数制成的涂层,其滑动磨损体积仅为LY12铝合金的1/38.84.即在适当的工艺条件下,Ti-Al双丝超音速电弧喷涂涂层对LY12铝合金具有显著的表面耐磨强化作用.     

超音速火焰喷涂Ni基涂层组织与性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了3种镍基涂层,并研究了涂层的显微组织和性能.结果表明:使用烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度、显微硬度均高于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层,Ni包C涂层中产生大量的气体并含有许多的未熔软质相,使得其孔隙率最大,结合强度、显微硬度最低;镍在涂层中起粘结作用,镍含量的增加能显著提高涂层的结合强度和显微硬度;涂层中起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度.     

钛铝双丝超音速电弧喷涂Al-TiN复合材料涂层的组织结构研究

利用超音速电弧喷涂设备和铝、钛金属丝材,在LY12铝合金基体上制备了多相复合材料涂层.采用机械抛光、化学浸蚀和干涉薄膜显示法,在光学显微镜下对涂层的组织结构进行了观察.利用X射线衍射,通过均匀实验设计和逐步回归分析方法,研究了工艺参数对涂层组织结构的影响规律,并对涂层的形成机理进行了分析.结果表明:650℃×10min的热染处理可清晰显示复合材料涂层的多相组织特征;涂层以Al,TiN为主、并含少量Ti及钛铝化合物.涂层中氮化钛与铝的相对量(ITiN/Al)与喷涂电压和喷涂电流有关,与喷涂距离无关,且喷涂电压和喷涂电流之间存在交互作用.当喷涂电流小于69A时,ITiN/Al随喷涂电压的增大而减小;当喷涂电流大于69A,ITiN/Al随喷涂电压的升高而增大,且喷涂电流愈大,其增加的速率也愈大.当喷涂电压(U)小于某一临界值(141.5-2.337U)时,ITiN/Al随喷涂电流的增大而减小;当喷涂电压大于临界值(141.5-2.337U)时,ITiN/Al随喷涂电流的增大而增大;喷涂电压和电流对电弧喷涂过程中初始熔滴温度、尺寸和熔滴形成频率的综合影响,造成熔滴与空气介质的反应时间变化,对涂层中TiN和Al相对量起决定作用.     

超音速电弧与普通电弧喷涂FeCrNiB涂层的耐磨损性能

为了提高电弧喷涂涂层的结合强度及耐磨损性能,采用超音速电弧喷涂技术和普通电弧喷涂技术在Q235钢表面分别制备了Fe17Cr5NiB涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对比分析了2种涂层的微观结构及性能。结果表明:超音速电弧涂层具有更加致密的结构,其平均孔隙率为0.95%,远低于普通电弧涂层;超音速电弧涂层与基体呈紧密结合,其结合强度为60 MPa,而普通电弧涂层与基体之间呈明显的分层状态,其结合强度仅为28 MPa;超音速电弧涂层具有良好的非晶态结构及致密性,使其具有远高于普通电弧涂层的硬度以及耐磨损性能,显微硬度高出普通电弧涂层32.27%,耐磨损性能是普通电弧涂层的2倍以上(是基体的14倍以上)。     

工艺参数对超音速电弧喷涂钛-铝涂层表面粗糙度的影响

利用SAS-Ⅱ型超音速电弧喷涂设备、工业级钛、铝丝材在LY12铝合金基体上制备了钛铝复合涂层,通过均匀设计方法实验研究了超音速电弧喷涂工艺参数对涂层表面粗糙度(Ra)的影响规律.结果表明:在一定的雾化条件下,随喷涂电压的增大,涂层的Ra逐渐增大,当电压增至32V时,Ra达到最高值,此后,随喷涂电压的继续增大,Ra逐渐下降;随喷涂距离的增大,涂层的Ra逐渐降低,当喷涂距离增至一定程度时,涂层的Ra降到最小值,随喷涂距离的继续增大,涂层的Ra又逐渐增大;随喷涂电流的增大,涂层的Ra呈线性增大的趋势.涂层Ra最小的超音速电弧喷涂工艺参数:喷涂电压为20V,喷涂电流为20A,喷涂距离为0.242m.     

钛铝双丝超音速电弧喷涂Al-TiN复合材料涂层的组织结构研究EI

利用超音速电弧喷涂设备和铝、钛金属丝材,在LY12铝合金基体上制备了多相复合材料涂层.采用机械抛光、化学浸蚀和干涉薄膜显示法,在光学显微镜下对涂层的组织结构进行了观察.利用X射线衍射,通过均匀实验设计和逐步回归分析方法,研究了工艺参数对涂层组织结构的影响规律,并对涂层的形成机理进行了分析.结果表明:650℃×10min的热染处理可清晰显示复合材料涂层的多相组织特征;涂层以Al,TiN为主、并含少量Ti及钛铝化合物.涂层中氮化钛与铝的相对量(ITiN/Al)与喷涂电压和喷涂电流有关,与喷涂距离无关,且喷涂电压和喷涂电流之间存在交互作用.当喷涂电流小于69A时,ITiN/Al随喷涂电压的增大而减小;当喷涂电流大于69A,ITiN/Al随喷涂电压的升高而增大,且喷涂电流愈大,其增加的速率也愈大.当喷涂电压(U)小于某一临界值(141.5-2.337U)时,ITiN/Al随喷涂电流的增大而减小;当喷涂电压大于临界值(141.5-2.337U)时,ITiN/Al随喷涂电流的增大而增大;喷涂电压和电流对电弧喷涂过程中初始熔滴温度、尺寸和熔滴形成频率的综合影响,造成熔滴与空气介质的反应时间变化,对涂层中TiN和Al相对量起决定作用.     

电弧喷涂制备铝基涂层的组织与性能研究

采用铝基粉芯丝材和电弧喷涂技术制备了铝基涂层,并研究了涂层的显微组织和抗氧化、耐腐蚀等性能.铝基原始涂层主要物相有AlFe,AlFe3,Al2O3,AlFe0.25 Ni0.77和AlNi等;经过800℃×1h热处理之后涂层中生成了高铝含量的新相Al3Ni4,Al86Fe14,Al5FeNi,提高了涂层的硬度.铝基涂层的抗氧化、耐腐蚀性能明显地优于相应的铁基涂层;其中Al-Fe-Ni-B铝基涂层抗氧化性能优良,接近于45CT;Al-Ni-Cr铝基涂层的耐腐蚀性能可与45CT相媲美.     

高速电弧喷涂FePSiBNb纳米结构的涂层结构及电化学行为

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢基体表面制备FePSiBNb纳米结构涂层。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、场发射电子扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)、能谱仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)和透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)对涂层的微观组织结构进行了表征,并系统地研究了涂层在3.5%(质量分数)氯化钠溶液中不同浸泡时间下的电化学腐蚀行为。结果表明:FePSiBNb纳米结构涂层主要由α-Fe相纳米晶组成,平均尺寸为26nm。涂层呈层状结构且结合紧凑,孔隙率为1.6%。随着浸泡时间的延长,涂层的自腐蚀电位由浸泡1h时的-826mV上升到浸泡72h时的-728mV,然后逐渐下降到浸泡168h时的-936mV;而自腐蚀电流密度呈相反趋势:先由浸泡1h时的7.235μA/cm~2下降到浸泡72h时的4.363μA/cm~2,随后逐渐升高到浸泡168h时的23.05μA/cm~2。与Q235钢基体相比,FePSiBNb纳米结构涂层具有更好的耐腐蚀性能。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层的组织和性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术（HVAS）原位合成了Fe-Al/WC金属间化合物基复合涂层，并研究了涂层的显微组织和性能。结果表明，铁铝涂层的成分为Fe-13.87Al-17.27C-3.35W-2.59Ni-1.27Cr-18.140(原子分数，%），主要相是Fe3Al,FeAl和α-Fe相，还有少量WC，W2C和Al2O3。TEM观察的涂层的扁平颗粒内是微晶组织，在一些区域还发现有非晶组织，说明在高速电弧喷涂过程中达到了很高的冷却速度。涂层具有相对较高的结合强度和显微硬度，以及较低的密度和孔隙率。     

爆炸喷涂Cr3C2-25NiCr涂层的微观结构及性能

为了使Cr_3C_2-NiCr涂层能够应用于水力机械表面,采用爆炸喷涂技术在0Cr13Ni4Mo不锈钢基材表面制备了Cr_3C_2-25NiCr涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、金相分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究分析了该涂层的微观形貌、孔隙率、结合强度、显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能等。结果表明:爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层具有高致密结构,平均孔隙率仅为0. 76%,并且其结合强度高达82 MPa;涂层平均显微硬度为1 026 HV2 N,远高于基体;且在相同试验条件下,涂层的磨损量仅为基体的1/72;同时涂层还具有远高于基体的耐腐蚀性能。