大直径钨管发热体等离子体喷涂成形制造技术

本文介绍了钨管发热体等离子喷涂成形制造技术,分析了钨管发热体成形沉积模具类型、喷涂工艺参数对成形管坯涂层密度、涂层热应力、涂层抗裂性的影响。确定了等离子喷涂成形制造大型钨管发热体的工艺参数,该方法是制取同类零件最有效的工艺方法之一。     

铝行业中热喷涂FeNiW涂层提高铸造模具性能

在铝行业中,因铝熔体强烈的腐蚀性以及铸造过程中存在的热交换和高机械负荷,降低了铸造模具的寿命。使用烧结镶嵌的高钨伪合金可将铸造模具寿命延长1000倍。而由涂层代替烧结镶嵌可大量节约成本,等离子转移弧焊(PTA)可制备出致密的涂层,但会对基材造成高热量输入。因此,为降低基材的热量输入,本文采用电弧喷涂和等离子喷涂两种工艺制备涂层,并对其进行了研究。结果表面,通过改变喷涂参数,可制备出显微结构和致密度满足要求的涂层。     

涂层制备工艺对钒钛改性冷作模具钢性能的影响

采用不同的涂层制备工艺对钒钛改性冷作模具进行表面处理,并对其25℃室温和300℃高温下的耐磨损性能和室温冲击性能进行了测试与分析。结果表明:采用火焰喷涂后激光熔敷的涂层复合制备工艺获得的模具较采用火焰喷涂和激光熔敷处理模具的室温磨损体积分别减小了23%和27%,高温磨损体积减小了46%和50%,冲击吸收功增大了29%和18%。从提高钒钛改性冷作模具的耐磨损性能和冲击性能出发,应优选火焰喷涂后激光熔敷的涂层复合制备工艺。     

工艺参数对大气等离子喷涂Al_2O_3-40%TiO_2涂层性能影响

基于涂层的显微硬度、孔隙率和断裂韧性,利用四因素三水平正交试验并结合极差分析方法,对大气等离子喷涂Al2O3-40%Ti O2陶瓷涂层的喷涂电压、喷涂电流、主气流量、喷涂距离等4个工艺参数进行优化。结果表明:4个工艺参数因素相互交错影响着涂层的性能,且喷涂距离对涂层显微硬度影响较大,喷涂电压对涂层的孔隙率、断裂韧性有明显影响,对涂层的综合性能评分影响顺序是:喷涂电流喷涂距离主气流量喷涂电压;优化的最佳工艺参数:喷涂电压为65V,喷涂电流为500A,主气流量为30L/min,喷涂距离为90mm;最优工艺参数制备的涂层显微硬度为1036.73HV0.1,孔隙率为0.9%,断裂韧性为19.87MPa?m1/2,涂层的结合强度为37.8MPa。     

工艺参数对高速火焰喷涂 NiCr-Cr3C2 涂层性能的影响

基于正交回归实验设计工艺参数的方法,本实验研究了喷涂距离、氧气流量和送粉量对高速火焰喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层性能的影响,获得了喷涂工艺参数与涂层孔隙率、硬度、结合强度的关系。结果表明:喷涂距离、氧气流量和送粉量对涂层性能具有交互的影响,优化的喷涂距离、氧气流量和送粉量有利于获得性能较好的涂层。     

ZM6镁合金的冷喷铝涂层工艺及耐腐蚀性能研究

为提高镁合金的耐腐蚀性能,本研究在ZM6镁合金基体上采用冷喷涂工艺制备铝涂层,研究了冷喷涂工艺参数（气体温度、压力、喷枪距离及压力）对铝涂层质量的影响,得出最佳工艺参数并利用该最佳工艺参数制备出铝涂层进行盐雾试验。试验结果表明：冷喷涂铝涂层的最佳工艺参数为温度310℃;气体压力2.0MPa;喷涂最佳距离20mm;基板相对移动速度30~50mm.s-1。冷喷涂铝的薄涂层盐雾腐蚀的腐蚀产物为Al2O3、Al(OH)3、Mg(OH)2和MgCl2。随着时间的增长,薄铝涂层被击穿并与镁合金发生电偶腐蚀,加速了基体的腐蚀。冷喷涂铝的厚涂层由于表面形成致密而连续的氧化膜,阻碍了腐蚀介质的侵入,对镁合金基体产生了较好的防护作用。利用最佳工艺参数制备的冷喷涂铝的厚涂层耐盐雾时间超过1200h。     

电弧丝材喷涂技术的研究

研制出了PW送丝机构,对电弧丝材喷涂的工艺参数及涂层的组织性能进行了研究实验,讨论了工艺参数与组织性能间的相应关系,并对电弧喷涂锌铝涂层和研制的长城7号涂层的实际应用情况作了介绍.     

工艺参数对电弧喷涂NiAl涂层结合强度的影响

以涂层结合强度为判据,采用Ni-Al丝材和PARXAIR-9935电弧喷涂系统制备镍基涂层,通过正交试验对电弧喷涂NiAl合金工艺进行了优化。利用在线检测系统对焰流的强度、粒子的速度和温度进行检测,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段对涂层和断口形貌进行分析。结果表明,喷涂电流、喷涂电压、雾化空气压力、喷涂距离对NiAl合金涂层结合强度具有不同程度的影响,确定优化后的工艺参数为喷涂电流150A,喷涂电压27V,雾化空气压力0.6MPa,喷涂距离150mm。在优化工艺参数条件下,电弧喷涂NiAl合金涂层组织呈现出典型的层状结构;并且随着涂层厚度的增加,结合强度呈线性下降,其最大结合强度可达39.8MPa。     

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...     

等离子修复高炉渣口的工艺研究

介绍了等离子喷涂高炉渣口时，喷涂涂层材料的设计，喷涂涂层的性能检测，以及喷涂的工艺过程和喷涂工艺参数的选择。并叙述了该喷涂渣口在高炉上的良好使用效果。     

等离子喷涂准晶热障涂层研究

采用等离子喷涂法制备了AlCuCoSi准晶涂层,并对其进行了结合强度、抗热冲击性能及热扩散率的测试,通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了涂层截面的形貌和结构。结果表明,采用等离子喷涂可以得到具有十面体准晶相的AlCuCoSi准晶涂层,其结合强度可达30MPa;经过100次400℃至室温的水淬热冲击后,涂层未脱落,具有良好的抗热冲击性能;喷涂后没有杂相生成;在600℃时,涂层的热扩散系数仍很低,可以作为热障涂层使用。     

等离子喷焊工艺参数的快速计算方法研究

针对等离子喷焊工艺参数不易调节的问题,研究了可快速确定等离子喷焊工艺参数的计算方法。该方法可快速确定合适的转移弧电流、喷焊速度和送粉速率等参数,容易获得较优的等离子喷焊工艺参数组合。通过在Q235基材上喷焊Ni60a合金粉末,进行不同喷焊层厚度的等离子喷焊工艺实验研究,对该计算方法进行验证。结果表明:使用该方法计算所得的工艺参数,可获得喷焊层与基材结合良好、表面硬度高的喷焊层,其表面最低硬度大于Hv 730,最高硬度可达Hv 804。     

基于正交试验的等离子喷涂 NiAl 和 NiCrAl 涂层工艺研究

基于正交试验研究了等离子喷涂 NiAl 和 NiCrAl 涂层过程中结合强度与等离子喷涂参数之间的响应关系, 分析了涂层显微特征的影响因素并据此优化了工艺参数。结果表明,影响 NiAl 涂层结合强度的因素主次顺序为 氢气流量、氩气流量、电流、喷涂距离,影响 NiCrAl 涂层结合强度的因素主次顺序为喷涂距离、氩气流量、电 流、氢气流量,工艺优化能够显著改善 NiAl 和 NiCrAl 涂层的显微特征和性能。NiAl 涂层的工艺范围为氩气流 量 110~120 SCFH,氢气流量 20~25 SCFH,电流 600~610 A,喷涂距离 130~140 mm,结合强度均在 30 MPa 以上, 最大值为 33 MPa。NiCrAl 涂层的工艺范围为氩气流量 120~130 SCFH,氢气流量 25~30 SCFH,电流 610~620 A, 喷涂距离 130~140 mm,最大结合强度为 43.6 MPa。     

等离子喷涂Al/BN涂层工艺研究

采用正交实验设计方法研究了等离子喷涂Al/BN涂层过程中涂层硬度、化学成分与等离子喷涂参数之间的响应关系,利用建立的响应公式,通过排列组合,优选出最佳工艺参数,并进行了验证。在实验参数区间内:涂层布氏硬度与氩气流量、氢气流量及电流成正比,与喷涂距离及送粉速率成反比;BN含量与氩气流量、氢气流量、电流、送粉速率及喷涂距离成反比;SiO2含量与氩气流量、氢气流量、电流成正比,与送粉速率和喷涂距离成反比。在最优工艺参数范围下:获得的涂层硬度压痕直径在5.5~6.1之间,涂层结合强度均值≥4.0MPa,涂层经100小时,450℃热处理后的硬度值在5.5~6.2之间,制备的涂层能满足航空发动机长期使用需求。     

基于正交实验设计方法的APS喷涂Al_2O_3涂层性能的研究

采用正交实验方法研究了大气等离子喷涂工艺参数主气流量、喷涂功率和送粉量对Al2O3陶瓷涂层结合强度和显微硬度的影响,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了粉末和涂层的组织结构,采用WDW-50微机控制电子万能试验机、HV-1000维氏硬度计测量了涂层的结合强度、截面硬度,结合涂层组织结构并应用极差和方差分析方法对实验结果进行了分析,得到了优化后的工艺参数。结果表明,涂层由熔融和未熔融区域混合而成,截面形貌凹凸咬合,以机械结合为主。影响大气等离子喷涂Al2O3涂层性能工艺参数的主次顺序依次为:喷涂功率、主气流量、送粉量,随着功率和主气流量的升高,涂层的结合强度和硬度均出现先增加后降低的趋势。大气等离子喷涂Al_2O_3最优工艺参数为喷涂功率44KW,主气流量40L/min,送粉量40g/min,制备的涂层结合强度52MPa,显微硬度1219.4HV0.3,孔隙率值为4.00%。     

热喷涂铁基非晶涂层喷涂工艺及耐磨性能的试验研究

采用超音速火焰喷涂技术在 Q 235 钢基体上制备致密的铁基非晶涂层,对非晶涂层的喷涂工艺和涂层的耐 磨性能进行了研究。采用正交实验方法研究喷涂中煤油量、氧气量、送粉率对涂层性能的影响规律并对比分析涂 层孔隙率、硬度和结合强度。采用扫描电子显微镜表征粉末及涂层的结构形貌及摩擦表面形貌,通过 X 射线衍 射仪对涂层的物相和非晶含量进行分析,采用摩擦试验机分析对比涂层与钢基体的耐磨损性能并讨论了失效类型。 实验结果表明在最佳工艺参数下涂层孔隙率、洛氏硬度和结合强度分别为 0.14%、68.1 HRC、70.7 MPa,无明显 裂纹和缺陷。和 Q 235 钢对比,涂层的摩擦系数更为稳定,磨损量更小,涂层磨损机制为疲劳磨损和粘着磨损并 伴随轻微脆性剥落。     

等离子喷涂镍铝钨涂层在复杂小内孔零件上的制备工艺研究

由于复杂小内孔零件的结构限制,进行等离子喷涂加工时存在喷涂死角、遮蔽效应及零件与转台旋转时同心度差等问题,易造成镍铝钨涂层厚度不均匀、疏松、开裂、结合力差,在后续涂层机械加工过程中也易出现表面粗糙度大、裂纹、脱落等缺陷,成品率较低。本文采用自动化等离子喷涂工艺在某复杂小内孔零件内表面进行镍铝钨涂层制备,对喷涂夹具、喷涂路径、喷涂工艺参数以及涂层后续机械加工方法等工艺因素造成涂层质量波动的影响规律进行了探索,进而对核心工艺因素进行了优化,得到了较高的成品率,满足了实际生产要求。     

火焰喷涂超高分子聚乙烯涂层工艺及性能研究

以结晶度为衡量指标,通过正交试验确定了火焰喷涂超高分子聚乙烯（UHME-PE）的较优工艺参数,采用氮气侧吹冷却技术使涂层的结晶度降低了13.93%,涂层结合强度提高了16.42%;对UHME-PE涂层耐磨粒冲蚀机理进行了初步探讨。     

Optimizing High-Velocity Oxygen Fuel-Sprayed WC–17Co Coating Using Taguchi Experimental Design to Improve Tribological Properties

High-velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spraying is one of the best methods for depositing conventional WC–Co cermets. The aim of the present work was to optimize the WC–17Co coating deposited using HVOF spraying process. Taguchi fractional factorial experimental design (L18) and ANOVA were used to optimize the process parameters. Seven factors (spray distance, oxygen flow rate, carrier gas flow rate, powder feed rate, coating thickness, substrate preheat temperature and grit type) were selected. Grit type had two levels, and the others had three levels. The coating properties measured were wear resistance, microhardness and roughness. Pin-on-disk wear tests were used for measuring wear. Scanning electron micrographs were used to investigate the cross sections of the coatings and the morphology of the as-sprayed coatings, and their relationship between the process parameters and energy-dispersive X-ray was used to analyze the coatings. In Taguchi method, “lower the better” quality was used for optimizing roughness and “higher the better” quality was used for optimizing wear resistance and microhardness. The most influential factor on increasing wear resistance and microhardness was powder feed rate and on reducing the roughness was oxygen flow rate. In addition, the influence of grit type on wear resistance and microhardness and the influences of grit type and substrate preheat temperature on the coating roughness were negligible.