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。     

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。     

冷喷涂技术及涂层处理工艺的研究进展

相比于热喷涂工艺,近年发展起来的冷喷涂具有明显的优势,冷喷涂工艺可以实现低温状态下的金属涂层沉积,这种工艺过程对粉末粒子结构几乎无热影响．而对粒子的加速效果很好,金属材料沉积过程中的氧化可以忽略。本文介绍了冷喷涂技术的原理和特点,总结了冷喷涂技术在涂层沉积机制、工艺参数和涂层后期热处理三方面的最新研究进展。涂层与基体的界面结合以及涂层之间的粒子结合都是以机械结合为主．由此导致涂层与基体的结合强度不高。如何对冷喷涂涂层进行热处理,使其结合强度有所提高,已成为冷喷涂技术研究的一个新方向。     

电弧喷涂CuNiIn抗微动磨损涂层性能研究

本文针对CuNiIn合金丝材,采用电弧喷涂工艺制备了CuNiIn涂层,研究了喷涂电压、喷涂距离、雾化气体及压力对CuNiIn涂层性能的影响.实验结果表明：随着喷涂电压（30～35V之间）的增大,涂层结合强度降低,硬度增大;随着雾化气体压力的增大,涂层的结合强度先增大后减小;采用氩气作为雾化气体可有效降低涂层的氧化物含量;采用优化后的喷涂工艺制备的涂层结合强度达到36.0 MPa、HR15Y为49.1、孔隙率为0.8％,涂层在频率10Hz、行程0.1mm、载荷50N实验条件下,20℃时摩擦系数为0.68,450℃时摩擦系数为0.72.     

铜铝/镍石墨封严涂层颗粒飞行参数与涂层性能关系研究

本文采用DPV-EVOLUTION对铜铝/镍石墨喷涂过程进行在线监测,测定了在典型喷涂工艺参数下,飞行粒子的温度,速度和流量等特性参数,研究了飞行粒子参数随着喷涂工艺参数变化的关系,分析了粒子飞行参数与涂层性能的关系。结果表明:随着喷涂距离的增加,颗粒获得更好的熔化效果,涂层的孔隙率降低,硬度和结合强度升高;随着送粉速率的增加,颗粒整体的温度、速度均降低,流量增加,其熔化效果下降,并且颗粒之间堆叠搭接产生孔隙的几率增大,因此涂层的孔隙率升高,硬度和结合强度降低。     

大气等离子喷涂工艺参数与粉末成分对 NiCrCuB 涂层成分、 组织结构及性能的影响

针对如何降低NiCrCu涂层氧化物含量以改善涂层内粒子层间结合的问题,本研究设计了含B的NiCrCu粉末,以期通过B在高温熔滴飞行中的牺牲氧化并蒸发去除氧化物机制,在大气等离子喷涂条件下获得无氧化物的熔滴制备高致密的金属涂层。为此,采用粒度30～50μm的NiCrCu1.5B和NiCrCu4B喷涂粉末,研究了粉末成分与大气等离子喷涂工艺参数对涂层成分、组织结构及力学性能的影响。结果表明,等离子喷涂制备NiCrCuB涂层时,基体在等离子射流中的受热程度对涂层氧化物含量影响显著,随喷枪移动速率和喷涂距离的增加,等离子射流对基体加热效果减弱,涂层氧化物含量显著降低。采用NiCrCu4B粉末制备涂层时,涂层氧含量随喷涂距离的增加而显著减小,这与迄今等离子喷涂金属合金涂层的氧含量随距离的增加而增加的规律完全相反,该结果表明Ni CrCuB熔融粒子中的硼在粒子飞行中具有优先氧化的去氧化效应。采用含硼量为1.2 wt.%的NiCrCu1.5B粉末喷涂涂层时,涂层内氧元素含量呈先降低后增加趋势,表明B含量低于约0.6 wt.%的临界值时,无法实现完全的氧化保护,致使其他元素随飞行距离的增加逐步氧化所致。针对等离子喷涂中金属熔滴飞行中的氧化与碰撞基体沉积后的氧化两种机制,采用较高B含量粒子可使飞行中氧化得到抑制,通过强化熔滴沉积后的冷却过程,可显著降低涂层氧含量,达到最低氧含量值,约0.6 wt.%。研究表明涂层的结合强度约为40MPa,受喷涂参数的影响有限。涂层中的B以硼化物弥散分布使得涂层的硬度显著增加,当B含量从0.2 wt.%增加至3.2 wt.%时,涂层的硬度呈线性相关,从280HV_(0.3)增加至700HV_(0.3)。     

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。     

发动机汽缸内壁新型耐磨涂层研究

针对发动机汽缸内壁制备耐磨涂层替代汽缸套的发展趋势,研制了一种新型铁基复合粉末,并利用大气等离子喷涂技术制备了复合耐磨涂层,测试了该涂层的结合强度、显微硬度以及摩擦磨损性能,并与不锈钢涂层的性能进行对比,结果表明,涂层平均显微硬度由337.3Hv0.1提高到464.15Hv0.1,平均结合强度由33.85MPa提高到43.63MPa,涂层的摩擦系数由0.04～0.05降低到0.01～0.02,该复合涂层耐磨减摩性能明显优于不锈钢涂层。     

高效能超音速等离子喷涂射流与涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术发展的重要方向之一。通过简化模型计算,比较了常见热喷涂技术的粒子飞行时间、等离子喷嘴喉口的能量密度,探讨了高效能超音速等离子喷涂典型陶瓷、易氧化纯金属、金属陶瓷复合材料、非晶材料等粒子飞行特征和涂层主要性能。结果表明:高效能超音速等离子喷涂技术(HEPJet)所具有的高温、高速双高特点,使其能够对各种熔点、易氧化、易失碳材料实现低成本、高效率、高质量的涂层制备,是一种非常具有应用潜力的热喷涂技术。     

冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度

采用冷喷涂技术在马氏体钢表面制备了Inconel 718高温合金涂层,利用SEM、显微硬度计和纳米压痕仪分析了涂层组织和微观硬度。结果表明,涂层厚度可达300μm以上,与基底界面结合良好,底部、中部和顶部涂层微观缺陷数量和尺寸依次增多;冷喷涂沉积过程不会对Inconel 718高温合金粒子的原始组织结构产生显著影响,沉积后粒子的外部轮廓发生了明显的扭曲变形,而心部变形较小;涂层底部、中部和顶部的显微硬度依次降低,与底部涂层相比,中部和顶部涂层显微硬度分别降低10%和21%;涂层平均纳米硬度较原始粒子显著降低,底部和顶部涂层分别降低13.5%和28%;涂层内部微观缺陷分布是影响涂层整体硬度的重要因素。