等离子喷涂陶瓷涂层结合机理综述

本文介绍了等离子喷涂的基本原理、等离子喷涂陶瓷涂层的特点和等离子喷涂纳米陶瓷涂层结合机理的研究现状,提出了其未来发展的方向。     

低气压等离子喷涂TiO_2涂层机械性能的研究

文本通过实验研究,证明了在低气压等离子喷涂条件下,TiO_2涂层的机械性能不是依赖于涂层结构,而主要由形成涂层前的TiO_2粒子的温度和速度所决定;如果形成涂层前的TiO_2粒子温度越高并且速度越大,就能形成更加扁平状粒子的涂层,增加粒子间结合力,使涂层机械性能提高。因此,喷涂规范中的等离子弧功率、喷涂距离和喷涂室压力对涂层机械性能有较大影响,而等离子弧辅助气氢气流量的影响甚小。     

爆炸喷涂涂层厚度及其过程控制对涂层性能的影响

本文介绍了爆炸喷涂工艺方法及其应用范围。优选了北京钢冶研究总院制备的碳化铬／镍铬粉末并对粉末进行测试研究,采用爆炸喷涂工艺进行碳化铬／镍铬耐磨涂层试验,通过调整爆炸喷涂涂层厚度及喷涂次数,并对涂层结合强度、热震、金相组织等性能进行检测及分析,确定爆炸喷涂工艺过程控制对涂层性能的影响机制。     

面向喷涂技术的等离子射流特性研究

结合纹影成像等测试技术和数值模拟技术，考察、记录和分析等离子喷涂过程中的现象与数据，揭示等离子射流动力学和热物理特性，研究上述特性对涂层质量的影响规律．结果表明，冷空气强烈卷入，导致射流温度、速度、浓度沿射流轴向和径向衰减很快，有必要采取附加保护喷嘴等措施，减缓空气卷入对涂层质量造成的负面影响．所建模型可为提高等离子喷涂涂层质量提供有益的指导．     

机器人等离子喷涂轨迹间距优化及实验研究

在等离子喷涂快速制造金属模具工艺中,采用机器人等离子喷涂成形工艺,在被喷涂原型表面生成具有较高硬度的耐磨金属涂层.机器人喷涂路径规划是影响金属涂层成形性的关键因素,而轨迹间距是机器人喷涂路径中的重要参数.通过对机器人等离子喷涂几何模型的实验研究,从而确定了最佳的轨迹间距,为合理的机器人喷涂路径规划提供了依据.     

电学参数对电爆炸喷涂Mo涂层性能的影响

为了研究初始喷涂能量相同,而电压、电容不同的情况对电爆炸喷涂涂层性能的影响,在LY12硬质铝合金基体上进行了相同喷涂能量而不同喷涂电压、电容组合的电爆炸制备Mo涂层实验.利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等检测手段,对涂层的性能进行了分析比较.结果表明:喷涂能量密度一定时,采用高电压、小电容进行电爆炸喷涂所制备的涂层性能相对较好.     

低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层组织

为研究热喷涂工艺对低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层的微观组织、相组成和硬度的影响规律,以普通低碳钢Q235A为基体,采用低功率(3～6.6 kW)内送粉等离子喷涂方法,在弧电压恒定、电流增加的条件下,制备不同功率下的涂层.实验结果表明:与传统等离子喷涂WC-Co涂层相比,低功率等离子喷涂WC-Co涂层的显微硬度有所提高,而其脱C率和孔隙率大大降低;涂层中除粉末原有的WC相外,还有喷涂过程中新生成的W2C、Co3W3C和Co3W9C4相.电流增加,涂层中主相WC质量分数降低,而W2C等其他三相的质量分数增多.     

微束等离子喷涂工艺条件对Cu涂层组织和性能的影响

采用微束等离子喷涂系统在2.8-4.2kW的小功率条件下制备了Cu涂层，研究了电弧功率，工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层显微组织结构和硬度的影响。试验结果表明，电弧功率与喷涂距离对粒子速度的影响不明显，但工作气体流量对粒子速度的影响较大，电弧功率与喷涂距离对涂层的硬度影响较大，而工作气体流量对涂层的硬度影响较小。分析表明，粒子的温度对涂层硬度有较大的影响，采用微束等离子喷涂制备的Cu涂层硬度与用传统等离子喷涂设备在30kW下制备的涂层硬度相当。     

等离子喷涂薄壁零件涂层中的残余应力

以等离子喷涂零件为研究对象,提出了薄壁零件与厚壁零件的概念,并建立了一种基于叠加原理的残余应力计算模型.计算结果表明:在涂层中既可能产生拉应力,也可能产生压应力;喷涂零件残余应力极限值位于基体与涂层的结合区域;增层模型和应力叠加方法可有效估算残余应力的松弛;估算值与测量值吻合得较好;热膨胀系数、基体预热温度、涂层厚度对残余应力的影响较大.研究结果对等离子喷涂涂层的设计具有一定的参考价值.     

爆炸喷涂工艺参数对WC-Co涂层结构和硬度的影响

为了研究爆炸喷涂过程中爆炸频率、气体流量等喷涂工艺参数对WC-Co涂层结构和硬度的影响规律,以钴的质量分数为12%的钴粘结碳化钨粉末YF12为喷涂材料,分别选用4组爆炸喷涂工艺参数来制备WC-Co涂层.结果表明,当爆炸频率和氧、乙炔的气体流量较低时,涂层比较粗糙,片层间距较大,气孔较多,硬度较低;随着爆炸频率和气体流量的提高,涂层的层间距变小,气孔率降低,涂层的组织比较致密,硬度有很大提高,维氏硬度HV0.3可以达到1 049 kg·mm-2;但是当爆炸频率和气体流量进一步升高时,涂层的组织反而恶化,硬度降低.     

μm级钨粉材料在高能炸药爆炸加载作用下实现基体涂覆的新技术研究

爆炸喷涂技术是材料表面加工领域的研究热点。总结了现有爆炸喷涂技术,并在现有基础上提出了一种新技术——高能炸药爆炸加载喷涂技术。详细阐述了高能炸药爆炸加载喷涂技术的原理,分析了该技术在涂层制备方面的优缺点,并利用该技术进行了μm级钨粉材料涂层的制备。通过对钨涂层的检测,表明高能炸药爆炸喷涂制备的钨涂层具有较好的均匀性和致密性,制备过程热损失小,认为该技术具有宽广的应用前景。     

爆炸喷涂自敏发光复合涂层组织及性能

采用ADM-4D型气体爆炸喷涂设备,在45^#钢基体上制备高铝青铜/SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺磷光粒子耐磨自敏发光复合涂层.分析复合涂层微观形貌及发光强度,并测试了涂层摩擦磨损性能.结果表明:当喷涂的氧燃比值由1.3增大至2.3时,复合涂层中SrAl₂O₄磷光粒子沉积率增加了近78.6%,涂层更加致密,硬度和结合强度分别提高了24%和75%.当氧燃比值为1.3时,复合涂层中沉积的有效发光粒子比率最高,达到9.7%,涂层宏观发光强度也最高,紫外灯激发后的涂层宏观指示效果最好;当氧燃比值为2.3时,复合涂层与304不锈钢对磨时摩擦系数升高近35%,而磨损率降低约47%.     

反应喷涂制备Ti-B-C-N涂层的研究进展

从涂层组成、粉末制备方法、喷涂工艺及配方对目前反应喷涂法制备Ti-B-C-N陶瓷涂层的研究进展进行了综述。总结了喷涂工艺、制粉方法与配方对涂层性能的影响,对采用反应喷涂制备Ti-B-C-N陶瓷涂层未来发展方向和研究重点进行了分析与展望。得出结论:选择适当的喷涂工艺、合理的制粉方法和粉末配方是获得优良涂层的关键。     

生物玻璃涂层的体外模拟研究

采用亚音速火焰喷涂方法,在钛合金表面喷涂生物玻璃涂层,经后处理后进行体外模拟浸泡实验,测定重量和pH变化,通过SEM观察其在模拟体液中浸泡不同天数的表面形貌,分析涂层在浸泡过程中的变化和生物活性机理.试验表明:生物玻璃在模拟体液中浸泡不同时间后出现重量先减少然后增加的现象.在涂层表面形成新的生物活性涂层,成分可能为类骨磷灰石.     

超音速火焰喷涂WC—Co涂层结构的研究

用Ｘ射线衍射研究超音速火焰喷涂ＷＣ－Ｃｏ涂层的结构及其影响因素的结果表明，超音速火焰喷涂过程中，ＷＣ的分解也会发生，但受ＷＣ－Ｃｏ喷少粉末结构的影响很大。当粉末中的结合相为复合碳化钨（如Ｃｏ３Ｗ３Ｃ，Ｃｏ６Ｗ６Ｃ）而非金属钴时，ＷＣ最容易发生分解，依赖于燃气的种类，将分解为Ｗ２Ｃ或金属钨。钴包覆ＷＣ型粉末喷制的涂层结构明确显示了涂层中Ｃｏ－Ｗ－Ｃ非晶态相的形成。Ｃｏ－Ｗ－Ｃ三元非晶合金经结晶化热处     

TEM characterization of the TiN coatings fabricated by reactive plasma spraying

The nanostructured TiN coatings were fabricated by the reactive plasma spraying, and the microstructure of the coatings was analyzed by XRD, SEM and TEM. The results show that the coatings are composed of TiN and Ti30 phases, and the coatings have the typical sprayed lamellae structures. The nanoscale grains with particle diameters less than 100 nm are observed in the coatings by TEM, and both fine equiaxed and columnar grains are found simultaneously in the nanostructured TiN coatings. Furthermore, the deformation twins are verified by TEM in the coatings, which are caused by the high cooling rate and the non-uniform temperature distribution in the plasma jet.     

Tribological properties of La2O3 and CeO2 doped CoCrW coatings deposited by supersonic plasma spraying

A novel supersonic plasma spraying was used to prepare rare earth oxides doped CoCrW coatings. X-ray diffractometer, contact surface profiler, hardness tester, micro-friction and -wear tester and en- vironmental scanning electron microscope equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy were employed to investigate the phase structure, surface morphology, microhardness, friction and wear properties of the sprayed coatings. The results show that rare earth oxide doped coatings have high microhardness and excellent tribological properties. Furthermore, the friction and wear mechanisms of sprayed coatings are also discussed.     

熔焊工艺对自熔合金涂层组织的影响

利用显微镜和X射线衍射仪对感应熔焊、火焰喷焊、等离子堆焊Ni基自熔合金涂层的金相组织、结合面形态、涂层微区成分及焊层合金化学成分进行了分析。研究结果表明，感应熔焊涂层与基体界面出现了白亮带，焊层底部形成了明显的针条状组织，并且涂层中部w（Fe）整体高于粉末本身；火焰喷焊层得到均匀一致的奥氏体和碳化物共晶析出物，涂层与基体也属于冶金结合，扩散熔合区w（Cr）和w（Ni）较感应熔焊涂层的有所降低；等离子堆焊层在快速冷凝过程中生成了树枝状结晶组织，焊层中的C、B、Si、Cr等元素烧损率以等离子堆焊最大，火焰喷焊重熔次之，感应熔焊最小；感应熔焊对基体与涂层界面处Fe原子的激活度最大。     

电弧喷涂黄铜及铜——不锈钢伪合金组织及性能的研究

在A3钢基体上喷涂黄铜,黄铜－不锈钢伪合金涂层,探讨喷涂电压变化对涂层组织、耐磨性能和抗热震性能的影响,试验结果表明：电压增加,涂层的耐磨性、抗热震性下降。     

粉末的物理性能对热喷涂涂层的影响

在SUS316L不锈钢基体上,采用HVOF和DGS两种不同的工艺方法,分别喷涂WC-12Co和FeAl涂层,观察WC-12Co和FeAl粉末的颗粒形貌、粒度组成以及DTA,研究它们对热喷涂涂层质量的影响.通过表面粗糙度、显微硬度、形貌相以及X射线衍射谱等分析表明,球化程度高,颗粒大小均匀的粉末可使涂层的组织均匀,致密性好,结合强度高.采用HVOF方法喷涂WC-12Co涂层的质量最好,而采用DGS工艺喷涂FeAl涂层的工艺参数还有待于进一步优化.