一种可磨耗封严涂层制备及性能研究

分析了一种石墨基可磨耗封严涂层粉末的特性。采用火焰单送粉的喷涂方法制备一种石墨基可磨耗封严涂层,通过调整工艺参数制备出不同形貌及硬度的涂层,分析了涂层的组织和相结构,确定了该可磨涂耗封严涂层的最佳喷涂工艺参数,并对该封严涂层的结合强度粘接方法进行了对比和评价。     

火焰喷涂铜铝镍石墨封严涂层工艺研究

分析了一种中温可磨耗封严涂层材料的特性,并通过调整火焰喷涂工艺制备出不同硬度和形貌的涂层,分析了涂层的组织和相结构,探讨了材料和喷涂工艺对组织结构和基本性能的影响。研究结果表明,调整喷涂参数如送粉量、气体流量等对铜铝镍石墨涂层硬度、结合强度和抗热震性影响很大,如氧气流量加大会导致涂层硬度过高;送粉量越大,涂层硬度越低等。     

高温可磨耗复合梯度涂层喷涂工艺研究

按照常压等离子喷涂工艺路线,选择合理的喷涂工艺参数和复合喷涂材料的配比,使用常压等离子喷涂设备在发动机结构件上制备出了高温可磨耗复合梯度封严涂层。对该涂层显微组织、EDS微区成分、涂层组织抗氧化性和涂层氧化增重曲线的测试分析表明,涂层的结构和性能符合相关标准,制备的涂层达到了高温可磨耗封严涂层的使用要求,并已得到实际应...     

等离子喷涂镍基封严涂层热性能的研究

研究了镍基可磨耗封严涂层的抗热性能。采用等离子喷涂工艺喷涂镍基复合粉末,并对喷涂后涂层的抗热性能进行研究。结果表明,采用等离子喷涂制备的镍基封严涂层经过500℃不同时间热处理试验,涂层的硬度及显微组织仍能满足涂层的使用要求,涂层的抗热性能良好。     

火焰喷涂镍/石墨可磨耗封严涂层的研究

采用火焰喷涂方法制备镍/石墨可磨耗封严涂层。通过调整工艺参数制备硬度适中的镍石墨涂层,并对涂层的结合强度、热冲击以及微观结构等进行研究。试验发现,镍石墨可磨耗封严涂层结合强度、热冲击等性能均能满足使用要求。     

新型铝硅氮化硼复合涂层材料及可磨耗封严涂层的制备和性能研究

本文以铝硅合金粉和六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用机械包覆工艺制备了铝硅氮化硼复合粉末;采用大气等离子喷涂工艺制备了可磨耗封严涂层,并对涂层的显微组织、表面硬度、结合强度和抗热震性能进行了研究.研究表明,该复合粉末材料具有良好的喷涂工艺适应性,能有效避免氮化硼组分在喷涂过程中的烧损,喷涂后涂层的各项性能良好,可以满足发动机对工作温度≤450℃的封严涂层的使用要求.     

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。     

等离子喷涂NiCrAlYSi基封严涂层的性能研究

采用大气等离子喷涂方法制备NiCrAlYSi基封严涂层,涂层采用聚苯酯为造孔剂,氟化物为自润滑相。研究发现,随着聚苯酯的含量增加,涂层孔隙率增加,硬度下降。喷涂参数(喷涂距离,喷涂功率)对涂层的硬度亦有较大影响,随着喷涂参数的改变,喷涂过程中聚苯酯的氧化程度各异,从而影响了涂层中的孔隙率,进而导致涂层硬度的变化。因此,通过调控喷涂参数和聚苯酯含量,可以达到对涂层孔隙率及硬度的控制。1000℃至室温热震试验结果表明:涂层具有良好的抗热冲击性能,且气孔率高的涂层抗热冲击性能更加优异。     

机加工对 NiCrAl/SiO2 可磨耗封严涂层性能影响

利用大气等离子喷涂技术制备NiCoCrAl·Y_2O_3粘结底层,火焰喷涂技术制备NiCrAl/SiO2可磨耗封严涂层,研究了机加进刀量和机加线速度对NiCrAl/SiO_2涂层表面形貌、粗糙度和硬度的影响。经机加后,涂层相对平整、存在着明显的球形SiO2颗粒和带有切削碾压痕迹的NiCrAl组织形貌,同时伴有大量孔隙,涂层表面粗糙度大幅度降低,涂层硬度与喷涂态保持一致。当机加进刀量位0.10mm、机加线速度为1170mm/s时,ΔRamax和ΔHR15Ymax最小,分别为1.14μm和4HR15Y,粗糙度和硬度均匀程度最好,是NiCrAl/SiO_2封严涂层合适的机加工参数。     

新型铝基氮化硼封严涂层材料及其涂层组织性能的研究

本文以铝粉及六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用固相混合的方法制备了复合型铝基氮化硼封严涂层材料;采用等离子喷涂方法制备了封严涂层,并对喷涂后涂层的微观结构、硬度、结合强度和抗热震性等进行了研究。试验表明,该种涂层材料粉末具有良好的物理、化学性能,且喷涂后的涂层各项性能良好,可作为一种新型的封严涂层材料加以应用。     

喷涂参数对内送粉等离子喷枪制备YSZ涂层微观结构和性能的影响

为了进一步提高大气等离子喷涂YSZ热障涂层性能并降低其成产成本,开发了内送粉等离子喷枪.本文采用Spray Watch 2i在线监测系统测量了YSZ粉末粒子温度和飞行速度,采用实验室手段表征了涂层的微观结构、结合强度、弯曲性能和抗热震性能.研究结果表明,内送粉方式下喷涂距离对涂层微观结构和性能的影响规律与外送粉相似,而电流和主气流量表现出了独特的作用效果：随电流的增大,涂层综合性能先增加后降低,高电流下制备的涂层结合强度较低;在30～50 L/min范围内,增大主气流量可显著提高涂层结合强度.与外送粉最优参数制备YSZ涂层相比,内送粉时的功率消耗大幅降低,但粒子熔化效果明显增强,相同送粉速率下粉末沉积效率略有增加,涂层热循环寿命有所提高.     

用烧结型粉末喷涂的镍铬-碳化铬耐磨涂层

镍铬-碳化铬涂层是航空发动机常用的高温耐磨涂层之一。本研究通过优化大气等离子喷涂工艺,用烧结型粉末制备了镍铬-碳化铬涂层。涂层显微组织均匀,氧化物弥散分布、孔洞及未熔颗粒较小。Cr3C2-30%NiCr涂层的拉伸结合强度不小于40MPa,显著高于Metco81VF-NS粉末喷涂的涂层,用两种粉末喷涂涂层的表面洛氏硬度及耐砂粒冲蚀性能相近。Cr3C2-30%NiCr涂层性能符合设计要求,喷涂工艺现已被用于某型号发动机的前轴承机匣零部件的喷涂生产。     

Synthesis and nanoindentation study of high-velocity oxygen fuel thermal-sprayed nanocrystalline and near-nanocrystalline Ni coatings

In the present work, the nanoindentation technique was used to study the behavior of nanocrystalline Ni coatings. Two different types of Ni coatings were synthesized. One of the coatings was prepared with a commercial-grade Ni powder (as received, near-nanocrystalline), and the second coating was sprayed with the same powder, after having been mechanically milled in liquid nitrogen for 15 hours (nanocrystalline). Identical high-velocity oxygen fuel (HVOF) spray parameters were used for both types of coatings. The oxide-phase content in each coating was analyzed. The microstructure and properties of the milled powders and as-sprayed coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and nanoindentation. The average grain size of the as-received powder was 140±52 nm, and that of the as milled powders was 15.7±5.1 nm. The near-nanocrystalline coating microstructure was composed of grains with an average grain size of 280±39 nm, and the nanocrystalline coating was composed of nanocrystalline grains with an average grain size of 92±41 nm. The nanoindentation technique was applied to characterize the coating hardness under different penetration depths. The indentation size effect (or ISE) has been observed and correlated to the microstructure of the coatings. The results show that the assumption of geometrically necessary dislocations was valid for this study. A critical indentation depth was identified for measuring the intrinsic properties of the constituent material of the coating (≲500 nm).     

微米尺度与纳米尺度陶瓷颗粒等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)、冷喷涂制备MCrAlY-Al_2O_3复合涂层的微结构与性能对比

陶瓷颗粒增强型金属基复合涂层在诸多工业领域都有需求,其中包括炼钢工业。本文中,MCr Al Y-Al2O3复合粉末通过球磨法制备,并且通过等离子喷涂、超音速火焰喷涂和冷喷涂分别制备了MCr Al Y-Al2O3复合涂层。实验结果显示,可以选用不优先使基体与Al2O3结合的复合粉末控制涂层中的Al2O3含量。涂层粉末的微结构在冷喷涂涂层和超音速火焰喷涂涂层中得到了良好的保留,这是因为喷涂粒子未熔化或部分熔化。然而,对于等离子喷涂的涂层,大多数Al2O3颗粒被隔离在层状界面,在条状界面上形成连续的氧化皮。经退火处理后,由元素扩散引起的条状界面的强化使得超音速火焰喷涂和大气等离子喷涂的涂层硬度增大。此外,冷喷涂涂层由于退火后加工硬化效果的消除,硬度增加不像超音速火焰喷涂和等离子喷涂涂层那样明显。     

反应钎涂钛镍金属间化合物涂层研究

利用纯钛粉和镍粉,通过反应钎涂在低碳钢基体上制备了与基体之间为冶金结合的镍钛金属间化合物涂层。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及硬度计,研究了涂层的相组成、组织结构和成分分布。结果表明涂层为复合结构,其组织由NiTi2、hcp-Ti和NiTi相构成,其中NiTi2和NiTi是在钎涂过程中原位合成的。随着钎涂工艺参数的变化,涂层中相的种类和含量也随之发生变化。但涂层表面硬度并不随涂层中相种类和含量的变化而变化,其值达到85HR15N。     

高、低喷涂功率下内送粉等离子喷涂YSZ粒子熔化状态研究

等离子喷枪采用内送粉方式后,喷涂功率对YSZ热障涂层微观结构和性能有着独特的作用,高功率下制备的涂层结合强度反而较低。本文研究了内送粉等离子喷枪在高功率(42.5 kW)和低功率(33.6 kW)时距喷嘴出口90 mm处的粒子熔化状态(粒子温度、粒子飞行速度、粒度分布及扁平粒子形貌)。研究结果表明,采用高喷涂功率时,由于等离子射流较高的热焓值使粒子迅速熔化并细化成粒径较小的熔滴,熔滴在撞击基体前发生再凝固降低了扁平粒子间的粘结。涂层出现横向裂纹,结合强度平均值仅为22.58 MPa。采用小喷涂功率时,既能保证粒子熔化良好又不会导致粒子发生明显细化。涂层结合强度平均值为37.25 MPa,随试片弯曲180(°)后仅出现一处剥落,1100℃炉中保温10 min取出后迅速置于水中淬冷130次后,试片中部涂层完好,显示出良好的抗热震性能。     

利用热喷涂技术制备二氧化钛光催化涂层研究现状与展望

纳米二氧化钛(TiO_2)因稳定、廉价、无毒等优势,成为研究与应用最广泛的光催化剂。为了解决颗粒状催化剂难以回收、易于造成二次污染等缺点,制备TiO_2涂层是较为理想的选择。热喷涂技术具有成本低、效率高、容易实现大面积制备等优势,在Ti O2涂层制备研究中得到广泛关注。基于此,本文综述了等离子喷涂、火焰喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂技术在制备纳米TiO_2涂层方面的研究现状,并分析了影响TiO_2涂层光催化性能的关键制备因素,讨论了多种热喷涂技术在涂层微观结构控制与性能调控方面的研究现状,并对未来发展做了展望。     

合金型镍基自熔性碳化钨粉末及涂层性能研究

镍基自熔性合金粉可有效增强工件耐磨性,在民用领域应用广泛。本文采用水雾化制备了合金型镍基自熔性碳化钨粉末,并采用两步法火焰喷焊进行喷涂试验,并与混合型镍基自熔性碳化钨粉末及涂层进行对比。分析了两种粉末及涂层的物理化学性能及强化方式。合金型镍基自熔性碳化钨粉末球形度好,氧含量低,自熔性好;喷焊层硬度高,微观组织均匀,性能与混合型相近。