电弧及火焰喷涂用粉芯线材的研究及应用

对研制的超低碳奥氏体不锈钢耐蚀型、马氏体不锈钢耐磨耐蚀型、高结合强度低碳马氏体型、高硬度耐磨型及耐磨防滑型粉芯线材料进行电弧或火焰喷涂试验,并对喷涂层的性能及其应用进行分析。粉芯线材是一种新型的热喷涂材料,可方便地改变喷涂层的成分,以获得各种性能涂层等优点,是一种非常有应用前景的热喷涂材料。     

气体雾化法制备Al基非晶合金粉末工艺及组织结构

针对3D打印用Al基非晶合金粉末的性能需求,利用惰性气体雾化法制备Al_(86)Ni_7Er_5Co_1La_1合金粉末.通过调整过热度、雾化气压、导流管直径来分析不同雾化工艺参数对粉末粒径的影响规律;利用激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对粉末的粒度分布、物相组成、表面形貌、微观组织结构和热稳定性进行分析测试.研究表明:合金粉末的粒径随着雾化气压的增加、导流管直径的减小和过热度的增加而逐渐降低.当过热度100℃、雾化气压9 MPa、导流管直径3 mm时,细粉率最高,其中粒径75μm粉末的质量分数在70%以上.随着粉末粒径的减少,合金粉末的组织结构发生了如下转变:fcc-Al+Al_(17)Er_2+未知相→非晶相+fcc-Al+Al_(17)Er_2+未知相→非晶相+fcc-Al→非晶相,粒径小于25μm的粉末为完全的非晶态.     

FeCrNiMo激光熔覆层组织与摩擦磨损行为

为满足马氏体不锈钢熔覆层的高效制备需求,在合金成分优化基础上,采用激光熔覆技术制备了单层厚度超过2 mm的FeCrNiMo合金熔覆层,并对其微观组织结构与摩擦磨损行为进行了研究.结果表明,熔覆层厚度均匀,无明显裂纹等缺陷,组织从表面沿厚度方向依次为等轴晶、树枝晶、胞状晶,枝晶内为马氏体,晶间为富Cr、Mo元素的铁素体....     

刹车片磨屑形貌及物相分析

选取了三种车型的报废刹车片,收集表面残留磨屑.借助激光共聚焦显微镜,分析了刹车片表面磨损后的形貌.通过X射线衍射仪、激光粒度分析仪,对磨屑的物相结构和粒径分布进行表征.结果表明:刹车片表面磨损形式为粘着磨损与磨粒磨损共同作用;三种刹车片中均添加有SiO2和BaSO4,SiO2极易出现于磨屑中,与其作为刹车片摩擦材料中的硬质颗粒有关;刹车片表面残留磨屑的D50平均值为26.50μm,粒径小于2.5μm和10μm的质量分数分别为1.71,和32.94,.     

等离子喷涂羟基磷灰石涂层结晶度的分析

采用大气等离子喷涂技术,在Ti6Al4V基体上制备了羟基磷灰石涂层.利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究,分析了不同工艺参数对结晶度的影响.结果表明,在喷涂过程中,晶态HA部分发生分解,形成TCP、TTCP、CaO等杂质相,熔化颗粒激冷产生大量非晶;减小喷涂电流,缩短喷涂距离,降低辅助气体流量,均使涂层结晶度增大,杂质相含量降低;1#(结晶度为34.8%)涂层横截面呈典型的层状组织、粉末几乎被完全熔化,2#(结晶度为43.9%)和3#(结晶度为50.6%)涂层的横截面层状组织不明显且含有较多未熔化颗粒.     

环境协调型焊接材料和药芯焊丝的环境评估

在材料的环境协调性与可持续发展的思想指导下,分析了各种焊接材料在生产和使用时对环境的影响,提出环境协调型焊接材料概念的具体含义以及药芯焊丝的环境协调评估(LCA),并对焊接材料的环境协调性评估提出了建议。     

Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊合金组织及耐磨性能

采用CO2气体保护堆焊方法,在Q235钢表面制备不同硼含量的Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊层金属,利用扫描电镜（SEM）对堆焊层的组织进行了观察分析.在MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验,通过对磨损试样表面扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析探讨了磨损机理.结果表明,Fe-C-Ti-Cr-B耐磨堆焊合金中随着硼含量增加,基体组织逐渐细化,TiC颗粒数目增多且分布弥散均匀,但当硼含量增大至1.16%时,磨损面上大量碳化物剥落,抗磨损性能降低;当硼含量为0.55%时合金表现出优良的耐磨损性能,其耐磨性比未加硼的Fe-C-Ti-Cr系堆焊合金提高了3.7倍.     

微束等离子喷涂气体对HA涂层结晶度的影响

采用微束等离子喷涂方法,分别选用工业纯氩气和含50%氦气的氦氩混合气体为工作气体,在Ti-6Al-4V基体上制备羟基磷灰石涂层.通过SEM和XRD对涂层形貌、相组成和结晶度进行研究.结果表明,两种工作气体均可以制备杂质相含量少且不产生TTCP(磷酸四钙)和CaO等杂质相的涂层,结晶度高于70%,对植入体在体内的稳定性有利.采用氦氩混合气体为工作气体的微束等离子弧热焓值高于氩气工作气体,前者涂层中的结晶相主要以再结晶的为主,后者结晶相以大量未熔HA内核为主.     

激光熔覆TiC增强不锈钢涂层的组织及性能

以机械混合后的2205不锈钢、钛铁和Cr3C2粉末为原料,在16Mn钢的表面制备了TiC增强不锈钢激光熔覆层,并对其显微组织、摩擦磨损及电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明:熔覆层组织主要由α-Fe、γ-Fe和TiC析出相构成,Ti和C元素反应充分,无Cr_3C_2陶瓷相残留,也无其他杂相生成;随TiC比例的增加,γ-Fe相含量减少,TiC析出形貌由尺寸较小的块状转变为尺寸相对较大的十字放射状; TiC强化相的引入有效地提高了熔覆层的显微硬度和耐磨性,且降低了熔覆层粘着磨损的倾向,并增强了其抗磨粒磨损的能力;相比于单一2205不锈钢熔覆层,TiC强化不锈钢熔覆层在3.5%NaCl水溶液中的钝化能力下降,但同步补充Cr元素能够有效改善其耐腐蚀性能。     

AlMg/Al_2O_3粉芯丝材电弧喷涂的粒子和涂层特征

目的研究AlMg/Al_2O_3粉芯丝材电弧喷涂的飞行粒子、扁平粒子、涂层结构及涂层抗冲击性能。方法研制了2种含微米级Al_2O_3粉料的铝基粉芯丝材,利用扫描电镜对收集到的电弧喷涂过程中形成的飞行粒子、扁平粒子以及喷涂层的微观结构进行表征。采用自制的循环冲击设备测试了涂层的抗冲击性能。结果 AlMg/Al_2O_3粉芯丝材电弧喷涂过程中形成了含有铝镁、铝镁包覆氧化铝、氧化铝3种不同类型的飞行粒子,添加的Al_2O_3粒径越小,铝镁包覆氧化铝飞行粒子中的铝镁膜增厚,所包覆的Al_2O_3颗粒越多。喷涂形成的扁平粒子形状复杂多样,表面不平坦,有溅射现象。制备的涂层结构致密、缺陷少,Al_2O_3粉料粒径范围为400~500μm和30~50μm制备的AlMg/Al_2O_3涂层表面的Al_2O_3颗粒平均面积含量分别为5.52%、13.54%,说明添加小粒径Al_2O_3颗粒的涂层中残留的Al_2O_3颗粒增多。在500次循环冲击试验下,AlMg涂层和AlMg/Al_2O_3涂层没有明显的径向、环形裂纹和大面积剥落现象,但存在明显的塑性变形。结论随着添加的微米级Al_2O_3颗粒粒径的减小,涂层中Al_2O_3颗粒的含量增加。制备的AlMg/Al_2O_3涂层以塑性变形吸收了大部分冲击功,降低了冲击疲劳裂纹产生的可能性,涂层与基体保持良好的结合状态。