M152钢基体超音速火焰喷涂WC-17Co涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在M152钢上制备了WC-17Co涂层。对WC-17Co涂层的耐磨性能和耐蚀性能进行了研究。结果表明超音速火焰喷涂WC-17Co涂层显著提高了M152钢基体的抗盐雾腐蚀性能,同时WC-17Co涂层具有优异的抗氧化性能和耐磨性能,可用于M152钢零件中温区域的耐磨、耐蚀防护。     

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。     

钛涂层的显微结构和电化学腐蚀性能研究

采用常规的超音速火焰喷涂和改进的低温超音速火焰喷涂工艺制备钛涂层,对涂层的显微组织、相组成、氧含量以及耐腐蚀性能进行研究.实验结果表明：常规的超音速火焰喷涂制备的钛涂层中有较多的TiO相,涂层内部有显微裂纹产生;而低温超音速火焰喷涂制备的钛涂层,组织均匀致密,没有显微裂纹和氧化物.与常规超音速火焰喷涂钛涂层相比,低温超音速火焰喷涂制备的钛涂层氧含量较低,耐腐蚀性能较好.     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的微观结构与摩擦磨损行为

分别采用超音速火焰喷涂工艺和爆炸喷涂工艺,在Q235不锈钢基体上制备Fe基非晶合金涂层,对比研究这2种非晶合金涂层在室温下的干摩擦磨损特性,并探讨摩擦磨损机理.结果表明,与超音速火焰喷涂工艺制备的Fe基非晶合金涂层相比,采用爆炸喷涂工艺制备的涂层更致密,孔隙率为2.1％,显微硬度更高,平均硬度高达1 095.6 HV,且耐磨性更好;并且涂层摩擦因数增至稳定值的时间较短,具有更稳定的摩擦磨损行为.超音速火焰喷涂涂层的磨损形式主要以疲劳磨损为主,而爆炸喷涂涂层的磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损的综合作用,并以粘着磨损为主.     

不同热喷涂工艺制备WC-10Co-4Cr涂层耐磨性能研究

分别利用等离子喷涂(APS)、超音速等离子喷涂(SAPS)和超音速火焰喷涂(HVOF)工艺,在45#钢基体表面制备WC-10Co-4Cr涂层。分析比较了三种涂层的孔隙率、显微硬度和耐磨性能。结果表明,SAPS和HVOF制备的涂层性能相当,且相结构单一,与粉末相近;与等离子喷涂相比,这两种工艺所制备涂层的致密度和显微硬度更高,耐磨性能更优异。     

热喷涂制备高熵合金涂层的研究现状与展望

首先介绍了高熵合金的理论基础。然后从不同的热喷涂工艺出发,综述了等离子喷涂、超音速火焰喷涂、高速电弧喷涂、冷喷涂四种技术在制备高熵合金涂层上的研究发展现状,重点从原料选用、制备工艺优化、性能研究、后处理工艺等方面对以上四种热喷涂技术制备高熵合金涂层的研究进行系统地归纳与总结。最后提出现有制备高熵合金涂层的热喷涂技术较少、热喷涂材料受限、高熵合金设计盲目这三个问题,针对性地提出了在优化已有技术的基础上开发新技术;开发高熵陶瓷、高熵非晶合金、高熵复合材料等新型热喷涂材料;沿用材料基因组理念建立高熵合金数据库这三点热喷涂制备高熵合金涂层在未来的发展趋势。      

一种新型WC-12Co粉末喷涂工艺优化与涂层性能研究

采用JP-8000型超音速火焰(HVOF)喷涂设备,在低碳钢基体上采用新型WC-12Co粉末和不同喷涂工艺参数制备了5种涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率、开裂韧性和单道次沉积厚度.并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜和金相显微镜对喷涂粉末、涂层的组织结构进行了观察.结果表明:该粉末...     

HVOF喷涂超细WC-12Co耐磨涂层微观组织结构及性能研究

采用超细碳化钨和草酸钴为原料通过喷雾干燥造粒、氮气保护烧结、氢气还原等工艺得到WC-12Co超细热喷涂粉末材料.通过超音速火焰喷涂(HVOF)制备超细WC-12Co耐磨涂层.通过扫描电子显微镜对制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料及超细结构耐磨涂层的微观组织结构进行分析.对制备的超细结构耐磨涂层的结合强度、硬度进行表征.结果表明制备的WC-12Co超细热喷涂粉末材料适合于超音速火焰喷涂制备超细WC-12Co耐磨涂层,制备的超细WC-12Co耐磨涂层性能优异.     

三种热喷涂工艺制备WC/Co涂层性能比较

分析比较了常规大气等离子喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂的WC/Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明,超音速火焰喷涂和爆炸喷涂层性能相当,涂层具有与粉末相近的相结构,与大气等离子喷涂相比,涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性,涂层与基体的结合情况也得到很大的改善。     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的研究现状

综述了超音速火焰喷涂(HVOF),等离子喷涂(PS)技术的性能特征,以及运用热喷涂技术制备Fe基非晶涂层的发展历史与现状。从非晶合金涂层的高硬度、耐磨性及腐蚀性能等方面阐述了非晶合金涂层的优越性,对新型Fe基非晶涂层的形成机理进行研究,探讨采用超音速火焰喷涂技术制备高质量非晶合金涂层的关键因素。并展望了采用热喷涂技术制备非晶合金涂层的未来发展趋势。     

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.     

用于瓦楞辊防护的WC-12Co涂层组织和性能研究

采用团聚烧结法制备了一种含有纳米粒子的新型瓦楞辊专用WC-12Co喷涂粉末,并使用超音速火焰喷涂工艺（HVOF）制备了该粉末的两种涂层。测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率、开裂韧性和单道次沉积厚度。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜和金相显微镜对喷涂粉末、涂层的组织结构进行了观察,并与进...     

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。     

大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂制备的CoMoCrSi涂层组织结构和性能

本文采用大气等离子(APS)和超音速火焰(HVOF)两种喷涂工艺制备了高硬度、高结合强度CoMoCrSi耐磨涂层,并进行了性能和成本对比分析。结果表明,通过参数优化后,APS制备的CoMoCrSi涂层硬度86HR15N,464HV300gf,结合强度45MPa;HVOF制备的CoMoCrSi涂层硬度89HR15N,699HV300gf,结合强度69MPa。HVOF制备的CoMoCrSi涂层,组织和各项性能均优于APS。XRD检测显示HVOF涂层为非晶态,APS则为晶态和非晶态,这可能与两种喷涂方式不同冷速有关。非晶态组织的出现,也可印证涂层性能的优异。APS生产效率为HVOF的2倍,每小时喷涂成本为HVOF的80%。两种工艺各有优势,可针对不同应用环境和需求选择合适的工艺。     

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。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

热喷涂技术应用及研究进展与挑战

热喷涂作为重要的表面工程技术之一,是通过在材料表面制备材料保护涂层与功能涂层,赋予基体材料没有,但服役环境所必须的表面性能的方法。由于热喷涂可以制备从超过50%孔隙缺陷含量到接近完全致密的任意材料的涂层,基于缺陷控制可满足从可磨耗、耐高温隔热、耐磨损与耐腐蚀等不同服役要求,经过100余年的发展已经形成了包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、普通火焰喷涂等一系列方法,已经成为在众多产业领域,包括航天航空、交通运输、石油化工、电力能源、冶金钢铁、纺织与造纸、机械制造等,提高产品寿命与竞争力不可或缺的技术。制备可以提供耐磨损、耐环境腐蚀防护、耐高温隔热防护等保护涂层是热喷涂尤为重要的应用方面,热喷涂作为可显著提升结构零件耐磨损的涂层制备方法应用非常广泛,但在动载如冲蚀、空蚀、疲劳磨损、或高应力磨料磨损条件下,涂层材料的耐磨性能尚不能完全发挥;由于涂层总是存在一定的孔隙,难以以制备态直接用作长效耐腐蚀防护涂层,适当的封孔处理成为其用作耐腐蚀涂层的必要条件;包括以燃气轮机热障涂层为代表的耐高温隔热涂层等在航空与地面重型燃机中的应用,在欧美热喷涂市场中约占比60%,随着我国燃气轮机技术的发展,该市场潜力有望逐步得到发掘。热喷涂耐磨损涂层性能的进一步提升不仅需要开发新型硬质耐磨材料以及宽温域自润滑材料,还需要结合材料开发,发展可使粒子间结合充分的涂层制备方法,其次,基于涂层结构特征与服役性能关系控制磨损服役条件,防止源于粒子间脱落的加速磨损是确保长效磨损保护的基础。如何制备在喷涂态即可满足腐蚀介质不浸渗的致密涂层依然是热喷涂耐腐蚀涂层制备需要攻克的挑战。冷喷涂、等离子喷涂、物理气相沉积、液料热喷涂等新方法近年来发展迅速,与这些方法相配套的材料制备技术的发展将是这些新方法得到广泛应用的基础。新能源、医疗、民生、半导体等对导电、催化、生物活性、绝缘、耐刻蚀等功能涂层的需求也将有力推动热喷涂技术的发展。本文将结合目前热喷涂技术在国内外的应用现状与存在的问题,展望热喷涂技术进一步发展过程中有待解决的主要挑战性技术问题,为本领域技术人员合理认识热喷涂技术的特点,直面挑战,深入开展开发与基础研究,推动技术提供参考。     

热喷涂WC—Co复合涂层的研究现状及展望

热喷涂WC—Co涂层由于具有硬度高及耐磨性能优良的特性作为耐磨涂层已得到了迅速的发展及广泛的应用。本文综述了国内外在利用热喷涂技术制备WC—Co复合涂层方面的研究进展;介绍了WC—Co热喷涂复合粉末的制备、各种热喷涂方法的工艺特点,比较了不同工艺方法制备的各种WC—Co涂层的组织结构及性能。综合研究表明：HVOF工艺更适合制备多峰及纳米结构WC—Co涂层;与传统WC—Co涂层比较,多峰和纳米结构WC—Co涂层在机械性能以及耐磨性能方面均有较大提高。