超音速火焰喷涂制备Cr_3C_2-NiCr耐磨涂层试验研究

利用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在St T16/25Mo合金表面成功制备了Cr_3C_2-NiCr耐磨涂层,获得了制备Cr_3C_2-NiCr耐磨涂层的工艺参数。结果表明:Cr_3C_2-NiCr涂层致密、孔隙率很低、显微硬度和结合强度较高,具有优异的耐高温、耐磨、耐蚀和抗氧化性能,涂层厚度等各项指标均符合技术文件的要求;采用的HVOF喷涂工艺参数合理,Cr_3C_2-NiCr涂层可应用于阀杆、阀头和导套等关键零部件的生产中。     

12Cr13不锈钢表面超声速火焰喷涂 CrNi/CrC复合涂层工艺研究

对在12Cr13不锈钢材料基体表面采用超声速火焰喷涂技术制备CrNi/CrC耐磨复合涂层的工艺进行了研究,根据涂层使用环境、功能及性能要求,进行了工艺参数对比试验,得到涂层显微硬度、孔隙率、结合强度、显微组织形貌等在12Cr13不锈钢基体表面的变化趋势及质量情况。给出了12Cr13不锈钢表面超声速火焰喷涂CrNi/CrC复合涂层的工艺过程,对喷涂结果进行了切削验证、表面检验和涂层检验,确认合理的工艺参数可以使涂层性能指标符合标准要求。     

超音速火焰喷涂在电力系统中的应用研究

内蒙古电力科学研究院采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）,首次对Fe—Al／Cr3C2金属间化合物复合涂层进行试验研究。不仅解决了Fe—Al合金难以加工成形的难题,又使Cr3C2含量任意调配,突破了粉芯丝材由于包覆率问题而使得增强相含量受到局限的瓶颈。通过正交试验,成功得出Fe-Al／Cr,C2复合涂层性能最优时的化学成分配比。     

HVAF和HVOF喷涂WC-CoCr涂层的组织性能对比

WC-CoCr涂层的组织结构和抗冲蚀性能主要取决于喷涂工艺。采用活化燃烧-超音速火焰喷涂(HVAF)和传统超音速火焰喷涂(HVOF)2种工艺喷涂WC-CoCr涂层,并对这2种WC-CoCr涂层的组织结构和抗冲蚀性能进行对比。结果表明:HVAF涂层孔隙率为0.2%,而HVOF涂层孔隙率为2.3%,与HVOF相比,HVAF涂层具有较低的孔隙率及表面粗糙度,涂层组织结构更均匀;HVAF过程中,WC颗粒在沉积过程中破碎,WC颗粒细小,HVAF焰流中WC的分解程度弱于在HVOF焰流中的分解程度;HVAF涂层平均硬度达到1 450HV0.3,在15°攻角下,其抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了59.4%,比0Cr13Ni5Mo基体提高了104.1%;90°攻角下,HVAF涂层的抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了16%。     

高速电弧喷涂Fe—Al／Cr3C2RE复合涂层抗高温腐蚀性能探讨

使用Fe—Al／Cr3C2RE粉芯喷涂丝材,结合高速电弧喷涂技术（HVAS）在20钢上制备Fe～Al／Cr3C2RE复合涂层,同时以Fe—Al／Cr3C2涂层为比较。通过对涂层进行650℃下涂盐热腐蚀试验,借助扫描电镜观测腐蚀前后涂层表面形貌,利用XRD确定涂层的相组成,对腐蚀后涂层截面进行EDS分析。结果表明：Fe～Al／Cr3C2RE复合涂层在650℃时的涂盐抗热腐蚀性能明显优于基体20钢及同类型的复合涂层。Cr元素及稀土氧化物是Fe—Al／Cr3C2RE复合涂层性能优异的主要原因。     

燃煤锅炉轴流式引风机叶片耐磨涂层的应用研究

针对燃煤锅炉轴流式引风机叶片的磨损机理,设计并制备了Ni60及NiWC35喷熔层、3Cr13火焰喷涂层、LX88A电弧喷涂层、微米结构及纳米结构WC-12Co超音速火焰(HVOF)喷涂层。研究分析了不同喷涂层的组织结构、硬度及抗冲蚀磨损性能,探讨了HVOF喷涂的纳米结构WC-12Co涂层的抗冲蚀磨损机理。研究表明:HVOF喷涂的纳米结构WC-12Co涂层与普通微米结构的WC-12Co涂层相比组织结构更致密,显微硬度提高50%左右,在所有的试验涂层中具有最优良的抗冲蚀磨损性能,其耐磨性比微米WC-12Co涂层提高1倍左右,可望在轴流式引风机上得到广泛的应用。     

HVOF喷涂WC-12Co涂层的相结构与机械性能之间的关系

本文用Rietveld分析法测量了以多峰的WC-12Co为原始粉末材料,经三种HVOF(高速氧燃气喷涂)喷枪所制得的24种涂层的相成分。试验中同时考察了不同因素之间的关联性:一方面是热喷涂参数(颗粒温度与速度)与沉积涂层的机械性能(显微硬度与抗摩擦磨损能力)之间的关系;另一方面是涂层的相结构与其性能的关系。结果显示,喷涂温度对涂层性能具有本质内在的影响,而不管采用何种HVOF喷涂工艺方法,产生的低碳化合物主要是W_2C、W和非晶态/纳米晶相。尤其发现只要没有大量W存在的涂层中,WC的脱碳分解产生的非晶/纳米晶相和钨相的存在对增强涂层的机械性能是有利的。涂层中的相与非晶/纳米晶相之间存在线性关系,而与试验中采用的是何种HVOF喷涂工艺无关。试验还发现,仅仅在采用DJ喷枪的HVOF喷涂工艺时,金属W相才存在于纳米晶结构中。     

等离子喷涂的陶瓷涂层的特性

测量分析了三种等离子喷涂的陶瓷涂层 (Al2 O3 、Cr2 O3 、Cr3 C2 +NiCr)的显微组织、孔隙率、显微硬度及结合强度等性能 ,并通过吹砂试验对三种涂层的抗磨损性能进行了比较。结果表明 ,在抗冲蚀磨损方面 ,Cr2 O3 陶瓷涂层优于Al2 O3 及Cr3 C2 +NiCr涂层。     

HVOF喷涂耐磨涂层的特性描述和研究

本文通过对各种涂层工艺和磨损类型的分析以及对用HVOF喷枪喷涂碳化物涂层的比较研究发现,用两种不同的HVOF设备(如JP-5000和TJ-4000)所喷涂的WC12%Co涂层,在显微硬度和宏观硬度、显微结构、表面粗糙度以及磨粒磨损等方面表现出了相似的结果;用SEM和EDS对显微结构和磨损后的试样所进行的进一步分析表明,在所制备的涂层中,几乎没有碳化物的分解的迹象;用TJ-4000装置在可能获得具有同样优良的涂层的同时,却只消耗很少的氧气和燃料气,具有一定的经济优势。     

不同粘结层及温度对热障涂层热震性能的影响

研究了不同热喷喷涂方法制备的不同材料粘结层,在不同温度(1 000℃,1 150℃和1 180℃)下对热障涂层(TBC)热震性能的影响。结果表明,在1 000℃和1 150℃条件下,冷喷涂(CS)和空气助燃超音速火焰喷涂(HVAF)制备粘结层的TBC涂层热震寿命较高。1 180℃条件下,低压等离子喷涂(LPPS)制备粘结层的TBC涂层热震寿命最高,氧气助燃超音速火焰喷涂(HVOF)制备粘结层的TBC涂层热震寿命次之。涂层开裂失效模式均以TGO附近区域的陶瓷层开裂和TGO开裂为主。     

超音速火焰喷涂制备NiCr金属陶瓷涂层的抗高温硫腐蚀与冲蚀磨损性能

为解决燃用高硫煤的超临界、超超临界机组锅炉受热面发生的高温硫腐蚀与冲蚀磨损,采用超音速火焰喷涂技术,喷涂自主开发的NiCr金属陶瓷涂层,研究该涂层的抗高温硫腐蚀性能以及冲蚀磨损性能,并通过现场挂片试验,考察涂层经过8 000 h服役后的剥落情况。喷涂态NiCr金属陶瓷涂层孔隙率为0.55%。在700℃环境中的高温硫腐蚀试验结果表明NiCr金属陶瓷涂层具有比2Cr13高的抗高温硫腐蚀能力,同时该涂层具有较高的抗冲蚀磨损性能。该研究利用超音速火焰喷涂的NiCr金属陶瓷涂层在贵州某燃用硫含量为2.81%的高硫煤火电厂中经8000h现场挂片服役后,涂层表面完好,结果表明该NiCr金属陶瓷涂层可有效提高超临界、超超临界机组受热面的抗高温硫腐蚀和磨损性能。     

超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺在TP347不锈钢基体上制备了厚度达180μm的WC/Co涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪对涂层的组织及相组成进行了研究,用显微硬度计和WE-10A试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行了测试。结果表明,涂层物相主要由3种组成,分别为WC、W2C、Co3WC。该涂层显微硬度最大达1137HV0.1/20,结合强度可达63.7 MPa。     

高速燃气电弧喷涂的涂层过渡特性

高速燃气电弧（HVAF-ARC）喷涂是20世纪90年代末期兴起的一种电弧喷涂技术，可用于电站锅炉“四管”表面防腐防磨工程。为此，对HVAF-ARC喷涂技术进行工艺性能研究，并分别对FeNiCr-WC和FeNiCr-Cr2G涂层过渡特性进行了比较。由于超音速活性电弧气氛对丝材有良好的雾化效果，因此两种涂层材料与基材的结合都很好，在扫描电镜观察下，均未发现有连续间隙存在。对涂层试样进行结合强度试验，结果是FeNiCr-WC涂层的结合强度比FeNiCr-Cr2C3涂层要高10％左右。最后，对两种涂层的X射线衍射结果进行了分析，发现FeNiCr-Cr2G3丝材组分Cr2C3在活性电弧气氛中会加速分解，而FeNiCr-WC丝材组分WC的分解则不明显。结论是FeNiCr-WC涂层的过渡性能优于FeNiCr-Cr2G3涂层。     

Cr掺杂碳陶瓷电刷制备与性能研究

就提高电刷机械强度、抗氧化性、降低电阻率改善电机的换向性能，开展了Cr掺杂碳陶瓷电刷的研究，制备了新型Cr掺杂碳陶瓷电刷，测定了相关性能，并从微观组织结构与性能的关系做了进一步探讨。结果表明，Cr掺杂可提高电刷的力学性能，降低电阻率，提高电刷的抗氧化能力，从而改善电机的换向性能，满足多种电机用电刷性能要求。     

电厂锅炉防护用两种镍基合金涂层高温氧化行为研究

采用增重法对铬含量分别为30%和40%-45%的两种常用于电厂锅炉受热面管道防护的镍基合金涂层在500℃、650℃和800℃下的高温氧化行为进行了研究。并使用配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行了分析。发现铬含量对镍基合金涂层的抗高温氧化性能和氧化机理有着重要的影响。铬含量为40%-45%的涂层,其表面生成了连续的Cr2O3保护膜,具有相对较低的氧化速度。     

高速火焰喷涂技术在水轮机抗磨蚀方面的应用

我国河流泥沙含量大,水轮机过流部件的泥沙磨蚀严重,影响机组的稳定和安全运行。高速火焰喷涂(HVOF)作为一种高能喷涂方法,其喷涂的涂层具有致密且结合强度高的特点,在水轮机抗磨蚀方面已经得到了一定的应用,本文对高速火焰喷涂技术的原理和工艺,以及实际应用效果进行了介绍,高速火焰喷涂已经成为目前国内外普遍采用的耐泥沙磨损工艺,在某些电厂的实际运行中也取得了较好的效果,具有较高的推广应用价值。     

1000MW级超超临界机组蒸汽阀材质更改可行性研究

通过对9%～12%Cr耐热钢基本特点的分析认为,KT5917(12Cr铸钢)的Cr、W含量较KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)高,所以KT5917(12Cr铸钢)的高温抗蠕变性能、抗氧化性能、抗腐蚀性能优于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)。但KT5917(12Cr铸钢)610℃许用应力小于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)的许用应力,使其阀体设计壁厚大于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)设计壁厚,铸造阀体还存在无损检测和焊接难度增大的问题,KT5917(12Cr铸钢)的实际使用性能要劣于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)。     

燃料电池双极板Ti/Cr/CrN薄膜改性研究

采用电弧离子镀技术(AIP)在316L不锈钢表面沉积Ti/Cr/Cr N多层结构改性层。扫描电子显微镜观察到涂层表面形貌致密且完整。接触电阻测试表明,改性样品的界面导电性显著提高。在70℃下,0.5 mol/L H2S O4溶液中进行腐蚀实验,动电位测试中,改性样品的腐蚀电位高于316L不锈钢基材,腐蚀电流显著降低;模拟阴极的恒电位测试中,改性样品的腐蚀电流较316L基材降低,模拟阳极的恒电位测试中,改性样品处于阴极保护状态。经恒电位和动电位极化后,涂层表面形貌完整,没有观察到明显的破损,改性涂层样品表现出较好的稳定性。