超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

分析比较了等离子喷涂、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：超音速火焰喷涂涂层具有与粉末相近的相结构，与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，涂层与基体结合情况也得到很大的改善。     

粉末粒度对WC-Co涂层结构和性能的影响

采用低功率内送粉等离子喷涂设备,选择两种粒度不同的WC-Co粉末,在不同功率下,在不锈钢基体上制备WC-Co涂层。利用XRD、SEM等分析手段对原始粉末和涂层的显微结构和物相组成进行观察和分析,利用显微硬度仪测量涂层显微硬度。结果表明:与细粉相比,粗粉喷涂涂层的组织致密、均匀,孔隙率小。粗粉喷涂涂层显微硬度可达1500 HV以上,涂层主晶相是WC,也存在少量W2C相,随着等离子能量增加,W2C增多;细粉喷涂涂层,WC发生大量的脱碳分解,涂层主晶相是W2C,显微硬度低。因此粗粉在适当功率下更适合低能等离子喷涂。     

不同制粉工艺对NiAlW粉末及涂层组织性能的影响

对大气雾化和真空大气雾化工艺制备的两种不同的NiAlW合金粉末,进行了粉末物性对比、粉末及粉末剖面结构的形貌对比、粉末化学成分对比,结果表明,真空雾化工艺制备的NiAlW合金粉末对比大气雾化工艺制备的NiAlW合金粉末具有更好的流动性、更高的松装密度、更好的球形度及更低的氧含量,粉末性能对比结果显示真空雾化工艺制备的粉末性能较好;采用大气等离子喷涂制备了涂层,分析了两种涂层SEM形貌和孔隙率,对比了涂层的显微硬度、结合强度和耐磨损性能。结果表明:用真空大气雾化工艺制备的NiAlW涂层孔隙率低、显微硬度低、结合强度高、耐磨损性好,显示出更好的综合性能。粉末初始形貌及化学成分的差异可导致喷涂层性能的差异,球形度好、氧含量低且杂质含量低的粉末经喷涂后更易形成高致密的涂层。     

微束等离子喷涂Mo涂层

采用微束等离子喷涂方法在Q235上制备了Mo涂层.研究喷涂电流、喷涂距离对涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构并计算孔隙率,测试涂层的显微硬度和结合强度,并记录粉末沉积率.结果表明,在本试验条件下微束等离子喷涂电流与喷涂距离对涂层组织和性能产生较大的影响.适当工艺参数条件下粉末沉积率高于80 %,可以获得显微硬大于400 HV_(0.1),平均结合强度仍然大于40 MPa的涂层.     

超音速等离子喷涂工艺对纳米Al_2O_3-13%TiO_2涂层的影响

采用四因素三水平正交试验,通过显微硬度和孔隙率两项指标的评估,对超音速等离子喷涂电流、电压、Ar气流量和喷涂距离4个工艺参数进行了优化设计。结果表明,4个因素对纳米Al2O3-13%TiO2涂层综合性能的影响主次顺序是:喷涂电压、Ar气流量、喷涂距离、喷涂电流,并最终确定了最优的喷涂参数。利用XRD、SEM等手段分析了纳米Al2O3-13%TiO2复合粉末和涂层的相结构和微观结构,采用显微硬度计和图像处理方法测定了涂层的显微硬度和孔隙率。最优工艺参数制备的涂层显微硬度值1208 HV,孔隙率为2.26%,拉伸法测定其结合强度为48 MPa。     

等离子喷涂含Al_2O_3-TiO_2颗粒的Fe基非晶合金涂层的性能(英文)

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

等离子喷涂钼基非晶-纳米晶复合涂层的组织与性能

一种多元素钼基非晶-纳米晶合金粉末(含C、Si、B、Cr、Fe、Ni、Mo等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层,用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪分析测量涂层的组织和性能,并用谢乐公式计算晶粒尺寸。结果表明：所制备的涂层均匀致密,涂层含有非晶和纳米晶,颗粒尺寸为10～50nm;这种非晶纳米晶复合涂层的硬度和弹性模量分别高达1055HV和214．40GPa。     

等离子喷涂Al2O3-13％TiO2涂层微观组织形貌分析

采用微米粉末和纳米粉末,分别在45钢表面等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层,测定了涂层的显微硬度和孔隙率,分析了涂层的显微组织。结果表明;微米尺寸粉末制备的Al2O3-13%TiO2涂层具有明显的层状结构;纳米尺寸粉末制备的Al2O3-13%TiO2涂层中有大量的未熔和半熔化粒子,粒子间结合紧密,涂层孔隙率小。     

三种WC-12Co粉末超音速等离子喷涂层的性能研究

对烧结破碎、喷雾干燥和团聚烧结的3种不同WC-12Co粉末,采用新研制的超音速等离子喷涂系统制备了涂层.分析了3种涂层SEM形貌、XRD相结构和孔隙率,对比了耐磨性、显微硬度和结合强度.结果表明,用喷雾干燥WC-12Co粉末制备的涂层孔隙率（0.86%）最低、显微硬度（1 336 HV0.1）最高、氧化失碳（0.92%）最轻,显示出最好的耐磨性和综合性能.     

不同燃料超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层

采用超音速火焰喷涂工艺在20CrMo钢圆片上成功制备25%NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层,研究了不同燃料对喷涂层组织性能的影响。结果表明,以丙烷为主要燃料所得喷涂层的组织不均匀,存在典型的层状结构,孔隙率约为3.2%,显微硬度仅为836 HV,涂层断裂韧性KIC为2.08 MPa.m3/2;以煤油为主要燃料所得喷涂层的组织分布均匀,细小致密,孔隙率约为2.4%,显微硬度可达1045 HV,涂层断裂韧性KIC为2.56 MPa.m3/2。前者的组成相为Ni(Cr)固溶体、Cr3C2和微量NiCrO4;后者的组成相除Ni(Cr)固溶体和Cr3C2外,还有Cr7C3、Cr23C6和Ni(Cr)相出现。     

微束等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层微观结构的特征研究

目的 通过与大气等离子喷涂和超音速火焰啧涂的对比,研究微束等离子喷涂制备的羟基磷灰石涂层的微观组织特点.方法 以高结晶度的羟基磷灰石粉末为原料,采用三种不同的喷涂方法(微束等离子喷涂、大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂),在Ti-6Al-4V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层.利用冷场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对三种涂层的形貌、相组成和择优取向进行分析.结果 与大气等离子喷涂及超音速火焰喷涂制备的涂层相比,应用该设备制备的羟基磷灰石涂层表面平整致密,无大量的气孔存在;涂层截面呈典型的层状结构,在近三分之一表面处观察到柱状晶;涂层中仅有少量的非晶相及分解相,结晶度高达90％以上.这些特征均有利于羟基磷灰石涂层在体液环境中的稳定性.结论 比较三种喷涂方法,采用微束等离子喷涂制备的羟基磷灰石涂层致密,结晶度高,杂相少,且存在择优取向的柱状晶.     

高含沙水流用水轮机叶片表面热喷涂WC/Co涂层的性能

通过高速火焰喷涂技术(高速氧-燃气喷涂,HVOF)在水轮机叶片用06Cr13不锈钢表面喷涂WC/Co涂层。采用金相显微镜、硬度计、万能试验机分析了WC/Co涂层的孔隙率、显微硬度及其与基体的结合强度;并在高含沙水流环境中通过冲蚀、汽蚀试验测试WC/Co涂层的耐冲蚀性能和耐汽蚀性能。结果表明:WC/Co涂层的孔隙率、显微硬度及其与基体的结合强度分别为0.68%、1211HV、70MPa;WC/Co涂层具有优良的耐冲蚀性能,冲蚀后其磨损量仅为06Cr13不锈钢基体的0.18倍;WC/Co涂层具有良好的致密度、结合力及强韧性,因此涂层也具有优良的耐汽蚀性能。     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的组织与性能

用高速火焰喷涂法在20钢上制备Fe-Al／Cr3C2复合涂层。利用配有能谱仪的扫描电镜分析涂层表面形貌和所含元素,利用X射线衍射仪分析涂层的相组成,并测试了涂层的结合强度、显微硬度、孔隙率等性能。结果表明,高速火焰喷涂Fe-Al／Cr3C2复合涂层中主要包括Fe、Al以及FeAl、Fe3Al、Cr3C2相,Cr3C2增强相呈点状均匀分布涂层中;涂层具有较高的结合强度、硬度和较低的孔隙率。     

Preparation and Microstructure Characterization of Mullite Coatings Made of Mullitized Natural Andalusite Powders

Natural andalusite powders were heated at high temperature in air allowing mullitization. The mullitized powders were spray-dried and then air plasma sprayed to form mullite coatings. Microstructure and phase composition of the plasma-sprayed mullite coatings were investigated by means of scanning electron microscopy and x-ray diffraction. The effect of spraying power on the microstructure and phase composition of the mullite coatings was investigated. It has been found that spraying power has significant effect on the content of amorphous phase in the mullite coatings. At the same time, good adhesion is reached between the mullite coating and the bound coating (NiCrAlY) and between the bound coating and the substrate. The mullite coating deposited at a spraying power of 22.5 kW is free of cracks. The processes reported here are applicable to preparing mullite coatings used in high-temperature environment.     

炉熔处理对等离子喷涂Ni基WC型自熔合金涂层组织形态的影响

研究了等离子喷涂Ni基WC型自熔合金涂层炉熔处理前后的组织形态。结果表明,经重熔处理后,涂层由富含孔隙,未熔颗粒的层状结构转变为致密的结晶组织结构,涂层与基材由机械咬合结合转变为冶金反应扩散结合,涂层的内聚强度和涂层／基体的结合强度都得以显著改善。涂层的相组成在重熔前后变化不大,均主要由γ-Ni固溶体相,Ni-B(Ni2B),Cr-B(CrB),Ni-Si(Ni5Si2)和WC硬质相等组成,由于等离子喷涂是一种快速凝固工艺,在喷涂态涂层中形成了部分非晶相,经重熔处理后,非晶相发生完全晶化。     

TiAlNb intermetallic compound coating prepared by high velocity oxy-fuel spraying

Ti_28.35Al_63.4Nb_8.25 (at.%) intermetallic compound coatings were sprayed onto 316 L stainless steel substrates by HVOF processes using various parameters. By varying the grit blasting pressure between 0.11 and 0.55 MPa, the effects of substrate roughness on the adhesion of TiAlNb thermal sprayed coatings were investigated. The microstructure, porosity and microhardness of the coatings were characterized by SEM, XRD, Image Analysis and Vickers hardness analysis. The tensile adhesion test (TAT) specified by ASTM C 633-79 was used to measure the tensile bonding strength of the coating. The results show that the coatings with substrate roughness of 8.33 μm displayed the best combined strength. TiAlNb coatings had a lamellar microstructure with different spraying parameters. The porosity, bonding strength, microhardness of coatings were assessed in relation to the spraying processes. The thickness of bond coat on the bond strength of coatings was also discussed.     

NiTi-Cr_3C_2/纳米TiC涂层制备及其性能的研究

设计了两种不同含量Ni包覆纳米TiC陶瓷颗粒组分的粉芯丝材,采用超音速电弧喷涂方法在20钢表面制备耐高温冲蚀涂层,结合金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等分析方法对涂层进行高温冲蚀性能研究.结果表明,涂层的组织结构由Fe-Ni基固溶体、Cr3C2、TiC和氧化物相组成,涂层硬度明显高于20钢;涂层表现出了较好的抗热震性能;无论是低冲击角还是高冲击角,涂层的冲蚀率变化不大,且明显小于20钢的冲蚀率.     

Fe基非晶/纳米晶涂层的微结构及其在H2O2溶液中的腐蚀性能

为研究强氧化环境中,显微结构和相组成对Fe基非晶/纳米晶复合涂层的腐蚀腐蚀性能的影响,采用大气等离子喷涂(APS)技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上喷涂制得具有不同微结构和相组成的Fe基非晶/纳米晶的复合涂层。采用XRD、SEM、TEM和DSC等检测方法对涂层的组织和相组成、晶化行为、晶化程度、内部的孔隙等微观结构进行表征。采用电化学法研究具有不同微结构和相组成的涂层在30%H₂O₂ (质量分数,下同)溶液中的腐蚀行为,探讨Fe基非晶/纳米晶复合涂层在强氧化环境中的腐蚀机理。研究表明,Mo₃Si和Fe₅Si₃相的形成使得涂层耐腐蚀性能明显降低。     

Laser Surface Remelting of Fe-based Alloy Coating Deposited by APS

The Fe-based amorphous alloy coatings with different porosities were deposited on Q235 steel substrates by means of atmospheric plasma spraying(APS).The as-sprayed coatings were remelted by the facility of a Nd:YAG laser to further enhance their compactness and bonding strength via orthogonal experiment design.The effects of laser remelting on the microstructure,phase compositions and mechanical properties of the as-sprayed coatings were investigated by optical microscopy,scanning electron microscope,X-ray diffraction and Vickers microhardness tester.The corrosion performance of the coatings was evaluated by both potential dynamic measurements(PDM)and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)in a 10%NaOH solution.The results indicate that laser power of 700 W,scanning velocity of 4 mm/s,beam size of 3 mm and porosity of 1.19%are the optimized remelting process parameters.The laser-remelted coatings exhibite more homogenous structure as strong metallurgical bonding to substrates.The amorphous phases in the as-sprayed coatings crystallize toα-Fe,Fe2Si,Fe3.5B,and Fe2W phases for the high temperature and rapid solidification in the remelting process.The microhardness values of as-sprayed are in the range of 700-800 HV0.1,while the microhardness values of the remelted coatings are enhanced slightly to 750-850 HV0.1.Both PDM and EIS analysis results show that the remelted coatings exhibite relatively excellent corrosion resistance compared with the stainless steel 1Cr18Ni9Ti,however the corrosion resistance of the remelted coatings is inferior to the as-sprayed amorphous coatings.