耐磨防滑热喷涂粉芯线材的研究

金属粉芯线材在热喷涂领域中具有调节成分范围宽、价格低、研制新材料方便等待点。本工作对研制的电弧喷涂用耐磨防滑粉芯线材喷涂层进行了结合强度、显微硬度、耐磨性、防滑性能的测试。结果表明：涂层Ｚ１６、Ｚ１７均具有良好的耐磨防滑性能,其中Ｚ１６的综合性能最佳。     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层

采用微束等离子喷涂(MPS) 在Ti6Al4V基体上制备了羟基磷灰石(HA)涂层, 并以大气等离子喷涂(APS)为对照. 利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对MPS涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究. 结果表明: 在微束等离子喷涂过程中, HA 的分解程度比大气等离子喷涂有显著降低, 除了HA相, 仅形成β-TCP相和非晶相. MPS涂层的结晶度主要受喷涂距离的影响. 喷涂距离较短(<80mm)时, 涂层结晶度高于APS方法制备的涂层. 喷涂距离在130mm时, 涂层结晶度低. 大气等离子喷涂层含有β-TCP、α-TCP、TTCP、CaO和非晶. MPS涂层分解较APS少的主要原因是喷涂过程中HA粒子过热不严重.     

盾构机刀具制造用耐磨耐冲击堆焊药芯焊丝的研究

北京地区地层中含有大量的砂砾和卵石,地铁盾构施工时盾构机刀具受到高应力下的磨粒磨损和冲击作用,损耗严重.进口刀具仅能掘进250 m左右,这不仅增加了地铁施工成本,影响了施工进程,还增加了因刀具更换次数过多而带来的塌方隐患.文中从刀具的堆焊修复着手开展了,盾构机刀具国产化研究,开发了 DG7堆焊药芯焊丝.DG7所制堆焊层硬度在51 HRC以上,堆焊时无需对刀体进行预热和焊后热处理,堆焊层无裂纹.通过冲击试验和磨粒磨损试验,考察不堆焊层的硬度、组织及其磨粒磨损性能.试验结果表明.堆焊层具有优异的耐磨耐冲击性能.通过合理的堆焊层设计,研制的盾构机刀具达到掘进780余米的使用寿命.     

钢/铝异种合金激光深熔焊接头界面金属间化合物的EBSD研究

以6mm厚钢/铝合金对接接头为研究对象,进行了无任何填充材料的激光深熔焊接的工艺实验,通过调控焊接工艺参数,获得了良好焊缝成形的冶金结合接头。利用光学显微镜(OM)和电子背衍射散射(EBSD)分析方法,研究了不同激光偏移量及接头不同位置对界面金属间化合物(IMC)组织形态、物相组成及厚度的影响。结果表明:钢/铝异种合金激光深熔焊接头界面IMC组织主要由η-Al_5Fe_2及θ-Al_(13)Fe_4两相组成。激光偏移量的大小不仅影响接头界面IMC层的平均厚度,还影响界面IMC晶粒的尺寸:增加激光偏移量显著地减少了接头界面粗大针状θ-Al_(13)Fe_4相数量,细化了接头界面η-Al_5Fe_2层的晶粒,降低了接头界面η-Al_5Fe_2层平均厚度。就接头界面不同位置而言,在两种激光偏移量条件下,接头界面中部η-Al_5Fe_2层的晶粒尺寸和平均厚度最小。此外,从EBSD的相分布研究还发现,接头界面处清晰地显示了在钢基体与η-Al_5Fe_2层之间有θ-Al_(13)Fe_4相的形成。     

喷涂工艺及其粒子状态对涂层结合强度的影响

热喷涂涂层结合强度是评价涂层质量、满足使用要求的关键指标之一,针对电弧喷涂涂层结合强度较低的问题,以典型Ni Al材料为研究对象,从喷涂工艺和粒子状态方面探讨了其对涂层结合强度的影响。研究结果表明,随着喷涂距离在一定范围内增加,粒子飞行温度和速度相差不大,但涂层界面氧化明显加剧,弱化了变形粒子的结合能力,使得涂层平均结合强度从39.8MPa下降到28.9MPa,此时粒子氧化程度的加剧是导致涂层结合强度降低的主要因素。采用氮气雾化保护后,粒子氧化得到有效控制,但雾化粒子尺寸明显增大,同时飞行粒子的平均温度和速度大幅下降,严重降低了粒子的铺展变形能力,使得涂层平均结合强度由33.2MPa下降到23.8MPa,此时粒子扁平率减小是导致涂层结合强度下降的主要原因。     

稀土在热喷涂（焊）中的运用

概述了稀土在热喷涂中的作用,着重介绍了稀土对喷涂层的硬度、结合强度、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能的影响。     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层相结构的微拉曼光谱研究

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)涂层以其优异的生物相容性和骨传导性在生物医疗领域得到了广泛应用。然而,HA涂层的生物性能与其组织结构密切相关。本研究采用微束等离子喷涂技术,在Ti-6Al-4V基体上制备HA扁平粒子及HA涂层。采用扫描电镜(SEM)分别对原始HA粉末、HA扁平粒子表面和HA涂层截面的形貌进行了观察。通过微拉曼光谱对扁平粒子和涂层截面微区的相结构进行分析,得到磷酸基团(PO_4~(3-))及羟基基团(OH~-)在所选定区域的信息,对900～1 000 cm~(-1)频率范围的内的微拉曼光谱进行分峰拟合,获得了微束等离子喷涂HA扁平粒子表面相分布情况以及HA涂层沿厚度方向相结构的变化。结果表明,单个HA扁平粒子以非晶相为主,而在涂层中,靠近基体部分的相组成以非晶相及分解相(β-TCP)为主,仅包含少量HA晶体相,随着离涂层与基体界面距离的增加,非晶相及分解相含量逐渐减少,HA相增多,在近涂层表面非晶相和分解相(β-TCP)略有增加。     

用于循环流化床锅炉耐磨防护的电弧喷涂层

循环流化床锅炉(CFB)技术是近十几年迅速发展起来的一项高效率、低污染的清洁燃烧技术，在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域得到广泛的应用，截止2000年，我国已有800多台循环流化床锅炉投入运行。但循环流化床锅炉内受热面(包括炉膛水冷壁管、过热器管、尾部对流烟道等)的磨损是一个比较严重的问题。     

粉芯丝材在表面与再制造技术中的应用

粉芯丝材是材料表面工程和装备再制造技术中常用的一类耗材,通过用金属带材包裹不同类型的填充粉末(如:金属、合金、碳化物、氧化物等)构成,大大扩展了粉芯丝材的成分和应用,也可提高沉积金属层的质量,在许多抗磨、耐蚀热喷涂和焊接工程应用中得到成功应用,其中铁基粉芯丝材由于其较好的经济性应用最广。对粉芯丝在热喷涂和堆焊工程中的典型应用进行简介,实际工程中正确选择粉芯丝材和再制造技术对提高技术水平和产品性能具有重要的意义。     

Al2O3弥散强化316L不锈钢粉末的高速火焰喷涂

采用高能球磨工艺制备了Al2O3弥散强化316L不锈钢喷涂粉末,并进行高速火焰喷涂(HVOF)试验.研究了弥散强化粉末及其喷涂层的微观组织结构和硬度.采用销-盘磨损试验机测试了涂层的耐磨性能.结果表明,球磨加工后,Al2O3颗粒尺寸大多小于1 μm,由微米级、亚微米级及纳米级粒子组成并均匀分布在316L不锈钢基体粉末中.随着球磨时间的增加,粉末的显微硬度提高.喷涂后球磨粉末的微观组织结构基本不变,喷涂层的硬度比对应球磨粉末硬度低,其耐磨性明显优于单纯不锈钢粉末涂层.