离心式注水泵火焰超音速喷涂金属陶瓷涂层性能试验研究

通过研究离心式注水泵的使用工况及失效机理,设计了一种火焰超音速喷涂工艺制备的以镍、钴合金为主的复合金属陶瓷涂层提高离心式注水泵叶轮的泵效,对涂层进行金相观察、显微硬度分析、涂层结合强度试验及耐空蚀性能测试,结果表明,镍基金属陶瓷涂层与基体结合强度高,抗空蚀性能优良.     

超音速火焰喷涂TiB2 -Co涂层组织性能研究

采用机械合金化技术制备TiB2 -Co金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术制备TiB2 -Co金属陶瓷涂层.对TiB2 -Co金属陶瓷涂层的显微结构、硬度、耐磨损性能及磨损损机制进行研究。研究结果表明,涂层表面存在完全熔化区和部分熔化区;涂层呈典型的叠层状结构,与基材结合良好;涂层的硬度明显高于基体金属,是基体金属的4.5倍;磨损失重量仅为基体金属的磨损失重量的1/4;涂层磨损试样表面存在空穴和犁沟,其磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂制备Cr2AlC涂层组织性能研究

采用真空分段烧结法制备了两种不同粒度的高单相Cr2AlC化合物粉末,并使用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在GH4169高温镍合金上制备了Cr2AlC涂层,对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,测试了涂层的显微硬度、孔隙率,并采用扫描电子显微镜(SEM)对喷涂粉末及涂层截面形貌进行了观察,结合扫描电镜能谱仪(EDS)和X射线衍射研究了涂层相组成,分析了粉末粒度对涂层微观组织结构的影响。研究结果表明:采用超音速火焰喷涂成功制备了厚度超过200μm的Cr2AlC涂层,涂层与基体紧密结合,涂层微观组织致密,采用较细的粉末有利于得到更高致密度的涂层。在喷涂过程中,有少量Cr2AlC粉末发生分解形成Cr7C3化合物。     

超音速火焰喷涂WC-Co-Ni涂层结构和性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)在不同喷涂工艺条件下制备WC-Co-Ni涂层.涂层的组织结构和相结构分别采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行表征.涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性采用压痕法进行计算和表征.涂层的磨损性能采用销盘磨损实验进行表征.结果 表明:丙烷流量增大,超音速火焰焰流温度和速度增大,...     

超音速火焰喷涂涂层及耐磨性能研究

采用超音速火焰喷涂方法在45号钢基体上制备了NiCr、316L、10Co4Cr/WC、12Co/WC等4种涂层,对涂层组织进行了金相观察,测试了涂层的硬度及耐磨性。结果表明,上述涂层与45号钢基体界面结合良好,孔隙率为0.50%~2%,平均厚度20μm左右,不同涂层硬度及耐磨性顺序为:10Co4Cr/WC>12Co/WC>(45号钢基体)>316L>NiCr20。     

超音速火焰喷涂工艺对WC-CoCr涂层的力学性能影响研究

采用超音速火焰喷涂（HVOF）在调质45钢表面制备WC-CoCr涂层,调节不同喷涂工艺制备3种涂层.运用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）手段及LeiCa DMIMR图像分析系统对所制备涂层的组织形貌和成份进行表征与分析;并利用显微硬度仪对涂层的力学性能进行表征.结果表明：WC-CoCr涂层的孔隙率随着喷涂距离的增加而减小,进一步增加时涂层的孔隙率反而增大,涂层的显微硬度也随着喷涂距离的增加而减小,喷涂距离为370时其显微硬度达到最优,显微硬度值为1477.61HV0.3.通过以上工艺对比分析可知喷涂距离对涂层的性能影响较大.     

超音速火焰喷涂Ni-MoS_2涂层结构与性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备了镍包二硫化钼涂层,二硫化钼的含量约为22%,试验并分析了涂层的显微结构、硬度、结合强度、摩擦学特性,结果表明,涂层致密,孔隙率低,结合强度为13.68MPa,硬度为HRB94.5,涂层有较强的抗裂纹萌生与扩展的能力。涂层干摩擦系数约为0.25～0.32,圆柱状的磨粒分布均匀,在摩擦副中有滚子的功能,能有效地减少磨损,涂层的磨损机理为磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂技术的发展和应用

超音速火焰喷涂(HVOF)具有火焰速度高、温度低、涂层结合强度高、致密性好等优点。主要介绍超音速火焰喷涂的原理、发展历程、材料应用及对未来发展的展望。     

AZ91D镁合金喷涂WC/Al2O3复合金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能

采用超音速等离子喷涂技术在AZ91D镁合金上喷涂WC/Al₂O₃复合金属陶瓷涂层,利用XRD衍射仪、SEM扫描电镜、涂层测厚仪、涂层粘结强度测试仪等设备测试涂层的表面结构、涂层厚度以及涂层与基体之间的结合强度,并通过涂层磨损测试仪测定了涂层的摩擦磨损性能。结果表明：涂层厚度控制在0.8～1.0 mm,结合强度约为35 MPa时最适宜;XRD的测试表明涂层主晶相为WC相和Al₂O₃相;SEM的分析表明涂层有稳定的层状结构,孔隙率较低;喷涂温度控制为400℃,涂层可获得较优异的耐磨损性能(磨损率13.9×10^-3mm³/(N·m));当摩擦磨损实验机的实验载荷为5 N,实验时间为2 h时,涂层的摩擦因数稳定在0.272,磨损量为0.003 5 g,磨损机理为磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的滑动磨损特性

利用超音速火焰喷涂工艺在铜基复合材料表面制备WC-12Co涂层.分析了涂层的微观结构、相组成和含量以及表面和截面硬度,并对涂层的摩擦磨损性能进行测试.结果表明：涂层组织和截面硬度分布均匀,耐磨性好,摩擦过程中会形成两种摩擦膜.磨损率随载荷增加而呈增大趋势,随转速的增加呈先减小后增大的趋势.涂层最适用的环境为300~500 r·min^-1和2~3 N,磨损率与滑动速度间的回归方程满足一元二次函数;磨损率与载荷间的回归方程满足指数方程.     

热喷涂WC-MoB-Co金属陶瓷涂层的耐腐蚀性能研究

本文采用团聚烧结法制备了WC-MoB-Co金属陶瓷喷涂粉末,使用超音速火焰喷涂技术在316L不锈钢基材上制备了WC-MoB-Co涂层;采用SEM、XRD表征了WC-MoB-Co粉末和腐蚀前后涂层的微观形貌及物相组成;测试了WC-MoB-Co涂层耐熔融锌铝腐蚀性能。研究结果表明,制备的WC-MoB-Co金属陶瓷复合粉末粒度集中、流动性好、松装密度高;WC-MoB-Co涂层结合强度高、孔隙率低;WC-MoB-Co涂层具有良好的耐腐蚀性能,随着腐蚀时间的延长,涂层中的WC颗粒逐渐参与反应。     

碳化钛掺杂的铁基复合涂层的制备及其耐磨性能研究

采用“ 喷雾造粒 + 等离子球化” 复合工艺, 成功制备了环境友好且价格低廉的 TiC/316L 复合粉末, 并 采用超音速火焰喷涂工艺沉积了复合涂层。 利用扫描电镜、 维氏硬度计、 往复式摩擦磨损仪表征了该复合粉末 及涂层的微观结构、 力学性能及耐磨性能。 结果表明, 新工艺制备的 TiC/316L 金属陶瓷复合粉末具有高球形 度、 高致密及陶瓷相分布均匀的特点, 可直接应用于热喷涂。 TiC/316L 复合涂层的孔隙率为 0.75%, 硬度为 860 HV0.3, 磨损率为 5× 10-5 mm3N-1m-1; 相比于 316 L 不锈钢涂层, 上述指标均大幅提升。 其原因在于： (1) TiC 掺杂 改善了铁基粉末的熔化程度, 大幅提升粉末的扁平化率; (2) TiC 陶瓷相沉积时表现出喷丸效应, 进一步致密化 涂层; (3) TiC 掺杂抑制了复合涂层的层状剥落。     

氧化钆改性铈酸镧热障涂层材料设计 及涂层抗热震性能研究

La2Ce2O7(LC) 由于具有比 YSZ 更低的热导率、 更高的热膨胀系数和良好的高温相稳定性, 是一种极具前 景的热障涂层陶瓷材料。 但该材料热膨胀系数在 200~400℃温度区间存在异常下降现象, 从而引起涂层过早失效 的问题。 目前, 通过掺杂 Gd2O3 可有效解决 LC 低温段热膨胀系数下降的问题, 但是, Gd2O3 改性 La2Ce2O7 热障 涂层最优掺杂浓度及涂层性能还未见报道。 本文采用化学共沉淀法制备了三种不同浓度 Gd2O3 改性 La2Ce2O7 材 料 ((LaxGd1-x)2Ce2O7(x=0,0.1,0.2,0.3)), 研究了掺杂浓度对其热物理性能及相稳定性的影响, 采用等离子喷涂工艺 制备了(La0.8Gd0.2)2Ce2O7 (LGC)涂层, 研究了涂层的抗热震性能和涂层的失效机理。 研究结果表明： (La0.8Gd0.2)2Ce2O7 (LGC) 材料具有较低的热导率, 室温到 1400℃无相变, 并且经 1400℃长时间热处理无相变; 其制备的双陶瓷结 构 LGC/YSZ 热障涂层 1100℃热震次数可达到 109 次, 较未改性 LC/YSZ 热障涂层提升了大约 60%; 两种涂层的 失效模式相似, 均为陶瓷顶层烧结引起的片状剥落失效。     

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层的滑动摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备了Cr_3C_2-25%NiCr陶瓷,对涂层的组织结构、显微硬度及在滑动摩擦条件下的失重进行了分析,得出了涂层摩擦因数与时间的关系,对涂层的滑动摩擦磨损机理进行了分析。结果表明Cr_3C_2-25%NiCr涂层致密,孔隙率为0.96%,涂层截面的显微硬度平均值HV_(0.3)为867。涂层稳定的摩擦因数为0.1。初始阶段涂层的磨损主要是磨屑对涂层的磨粒磨损作用,摩擦稳定后涂层的磨损主要是由于相对运动面的磨削作用。     

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。     

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。     

超音速火焰喷涂CoCrW涂层的磨损特性

采用超音速火焰喷涂工艺制备了cocrw涂层,利用金刚石锥体为摩擦副,通过往复式磨损试验机测试了涂层在室温和600℃时的磨损性能,分析了涂层的磨损机理。结果表明：在室温和600℃两种温度条件下,磨损量均随着载荷的增大而增加,而涂层在同一载荷作用下,室温和600℃两种温度下的磨损量较为接近。磨损形貌则表现为磨损初期呈现明显的犁削沟槽、小片状残留物、还有小凹坑;磨损较长时间后则显示明显的粘着磨损形貌和涂层颗粒脱落坑特征。     

电弧喷涂NiCrMo涂层耐蚀性能研究

研制镍基抗蚀热喷涂粉芯线材，并应用电弧喷涂的方法制备抗氯离子或强碱腐蚀的NiCrMo涂层，将其与母材Q235钢的性能进行比较。通过热氧化和涂盐热腐蚀试验对NiCrMo涂层的高温氧化性能和热腐蚀性能进行评价。结果表明，钼的含量影响涂层的抗热氧化性能和抗热腐蚀性能，在镍铬含量一定，钼含量达到8％、稀土含量为1．5％时，镍铬钼涂层在高温下具有更优的抗热氧化性能；钼含量为6％和4％、稀土含量为1．5％时，涂层具有良好的抗高温热腐蚀性能、抗氯离子和强碱腐蚀的能力。