钛铝极性对超音速电弧喷涂层组织与性能影响

利用SAS -Ⅱ型超音速电弧喷涂设备和工业级钛、铝金属丝材 ,以LY12铝合金为基体 ,用显微硬度计对在不同丝材极性条件下所得涂层的显微硬度进行了测试 ,并用X -射线衍射技术、扫描电子显微镜和X射线能谱仪等对涂层的组织结构进行了分析和观察。结果表明在其它工艺参数相同的条件下 ,改变钛铝金属丝材与喷涂电源的连接方法对涂层的显微硬度及组织结构有很大的影响。当钛丝与电源负极相接时 ,由于在喷涂过程中钛更易于形成氮化物 ,涂层中的TiN Al较高 ,涂层孔隙率较低、和部分钛铝金属间化合物转化成氮化物 ,因此 ,所得涂层的硬度比其它连接方法所得涂层的硬度高约 10 6HV0 .2 。     

异质金属丝电弧喷涂工艺的试验研究

本文主要介绍利用电弧做热源,通过电弧喷涂的工艺方法,使不锈钢丝和铝丝瞬间同时熔化后喷射粘附在基体金属表面上,得到一种复合材质涂层。试验中通过改变送丝速度和电弧电压等参数,制备一些涂层试样,并对涂层进行了宏观和微观组织结构检测、X射线衍射分析和显微硬度测量。由试验分析结果可以得到以下结论: (1)通过调节送丝速度和电弧电压等参数,铝和钢的异丝喷涂是可以实现的;(2)涂层的颗粒大小可以通过改变工艺参数来控制;(3)铝和钢异丝喷涂层中有Fe-Al化合物生成,其硬度高于铁、铝纯金属;(4)利用电弧喷涂装置有望使异质金属丝同时熔化并发生冶金反应,从而制备具有特殊性能的金属化合物涂层。     

高速电弧喷涂复合材料涂层工艺优化与性能研究

采用FeCrNi粉芯丝材利用正交回归试验研究了高速电弧喷涂工艺参数对FeCrNi/Al2O3涂层的力学性能影响规律，并优化工艺参数。结果表明，和其它工艺参数相比，喷涂距离对涂层的结合强度、硬质相沉积效率、显微硬度有显著影响，喷涂距离与喷涂压力的交互作用对显微硬度有较明显的影响。当喷涂电流为100A，喷涂压力为0．65MPa，喷涂距离为250mm时，FeCrNi粉芯丝材涂层的结合强度仍高达31．2MPa。     

异质双丝电弧喷涂制备复合涂层的工艺优化

异质双丝电弧喷涂是利用两根不同材质金属丝制备复合涂层的一种工艺. 对于熔点相差较大的丝材组合,常出现高熔点材料熔化不完全、频繁断弧的现象. 为此文中提出了异步送丝的电弧喷涂方法,并对碳钢丝—铝丝双丝组合喷涂的电弧区行为展开了研究. 结果表明,异步送丝的电弧喷涂设备可有效解决熔点差别较大的异质双丝电弧喷涂时的稳定性问题. 最后使用扫描电镜和X射线衍射仪对Fe-Al复合涂层的组织进行表征,表明异质双丝电弧喷涂过程中阴阳两极材料间基本不发生冶金反应,形成的是一种铝软质颗粒和碳钢硬质颗粒交错叠加的机械混合涂层.     

电弧喷涂制备Fe65Cr20Mo7B3.5SiMn1.5W3涂层

在Q235低碳钢板上利用电弧喷涂工艺进行喷涂,以制得Fe65Cr20Mo7B3.5SiMn1.5W3涂层。喷涂材料为自行配制的丝材,按照35%的填充率将配好的粉填充到U型不锈钢外皮中,经过多道拉拔、挤压工艺制成Φ2mm的粉芯丝材。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜对涂层的物相和组织形貌及成分进行了表征;采用差示扫描量热仪、显微硬度仪等设备对涂层的热稳定性及显微硬度进行了检测和分析。试验结果表明:涂层组织形貌呈典型的层状组织结构,由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成。涂层含有50.63%的非晶相,同时含有纳米级的晶相。涂层组织均匀、结构致密、孔隙率低,并且涂层硬度高达1040.5HV0.3,属硬质涂层,具有良好的热稳定性。     

高速电弧喷涂铁铝涂层的组织和性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术（HVAS）原位合成了铁铝金属化合物涂层，并研究了涂层的显微组织和性能。结果表明，铁铝涂层的成分（原子分数，%）为Fe-20.0Al-14.1O，主要相是Fe3Al、FeAl和a-Fe相，还有少量Al2O3。涂层中的Fe3Al和FeAl具有较高的有序度。涂层具有相对较高的结合强度和显微硬度，以及较低的密度和孔隙率。     

高速电弧喷涂FeAlCr涂层的组织与耐磨性研究

为了提高Fe-Al金属间化合物涂层的结合强度和耐磨性,改善其室温韧性,研制了一种新型FeAlCr电弧喷涂粉芯丝材,利用高速电弧喷涂技术在45#钢基体表面制备了涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构和微区成分,用显微硬度计、拉伸试验机和CETR微动摩擦磨损试验机等试验设备对涂层的力学性能进行了分析。结果表明,喷涂FeAlCr粉芯丝材过程中合金元素反应充分,涂层组织均匀、致密,氧化物含量极低。主要相组成有Fe-Al、Ni3Al金属间化合物,硬质相Cr3C2、氧化物Cr2O3和Al2O3弥散分布在韧性相α-Fe基体上。涂层平均HV显微硬度为5.50 GPa,约是基体的2倍,平均结合强度约47.2 MPa,载荷100 N油润滑条件下涂层的耐磨性高于基体,磨损率随着摩擦过程的进行呈降低趋势。     

镁合金表面电弧喷涂用铝粉芯丝材

为改善镁合金的表面性能，研制了新型铝基粉芯丝材，并采用电弧喷涂的方法在AZ91镁合金表面制备耐蚀涂层。通过盐雾试验和电化学试验对涂层的耐蚀性进行评价。利用光学显微镜和XRD分析技术对涂层的显微组织结构和相组成进行了研究。结果表明，铝基涂层能对镁合金基体起到保护作用，涂层均匀致密；加入Ni和Re能够提高涂层的耐腐蚀性能。     

电弧喷涂耐蚀锌——铝伪合金涂层

在电弧喷涂过程中，同时使用一根锌丝和一根铝丝，可获得锌一铝伪合金涂层。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜分析，该涂层的组织结构为锌和铝的机械混合物，还有少量的锌铝合金相。该涂层综合了锌涂层与铝涂层的一些机械和化学特点。在3％NaC1介质中其腐蚀电位和腐蚀电流均介于锌涂层和铝涂层之间。     

等离子喷涂WC-Ni涂层的组织结构及力学性能

采用等离子喷涂技术在不同的喷涂工艺条件下制备WC-Ni涂层。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征和观察涂层的相结构和显微组织,同时运用压痕法对涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性进行测试。结果表明,等离子喷涂工艺参数对涂层的组织结构和相结构有显著影响,等离子喷涂功率增加,粒子的熔化程度增加,适当的喷涂距离下沉积形成的涂层致密;等离子功率增加,喷涂过程中会产生WC粒子的失碳,相对于W_2C相,WC_(1-x)相的增加可以同时提高涂层的显微硬度和断裂韧性;与涂层的相组成相比,致密的组织结构对涂层显微硬度、弹性模量和断裂韧性的综合性能的提高更显著。     

低压电弧喷涂涂层组织及其后处理工艺

采用4Cr13、铝和钛喷涂丝材分别在大气环境和低度真空环境中制备了喷涂层.通过金相组织分析和定点成分分析对比了涂层的组织形态、化合物的数量及分布状态;并通过加压试验分析了涂层在压力作用下,涂层内部孔隙弥合的情况;最后通过加热使涂层组织中发生再结晶,研究了再结晶处理对涂层组织的影响.结果表明,低压电弧喷涂可以有效地减少4Cr13和铝涂层中的氧化物数量,且通过加压及再结晶处理可以使涂层粒子间形成冶金结合.但对于钛涂层,所提供的低压喷涂环境还不能提供很有效的防护,再结晶处理也无法获得粒子间良好的冶金结合.     

高速电弧喷涂再制造曲轴FeAlCr/3Cr13复合涂层的性能研究

高速电弧喷涂再制造曲轴的使用寿命与涂层的结合强度和耐磨性有很大的关系。为了提高涂层的性能,研究了新型FeAlCr/3Cr13复合涂层的组织结构和力学性能,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构、相组成和残余应力。利用显微硬度计和CETR微动摩擦磨损试验机等试验设备对涂层的力学性能进行了分析。结果表明,喷涂FeAlCr粉芯丝材作为打底层,合金元素反应充分,复合涂层组织均匀、致密,空隙率约9.87%。复合涂层相组成主要由韧性相α-Fe和硬质相Cr23C6、(Fe,Cr)固溶体组成,氧化物含量较低,约3.2%,复合涂层平均残余应力较小,约67.6 MPa,平均显微硬度HV0.1为4000 MPa,结合强度约46.6 MPa,油润滑高载摩擦条件下复合涂层表现出较好的耐磨性能。     

电弧喷涂技术的现状与发展

介绍了电弧喷涂技术的发展历程、特点及应用，重点阐述了电弧喷涂材料及设备的研究现状与发展。指出粉芯丝材作为电弧喷涂材料新的发展方向，可以用其尝试获得非晶涂层、金属陶瓷涂层及纳米涂层。电源和喷枪是电弧喷涂设备的关键部件，逆变技术的应用是电弧喷涂电源的发展方向，而喷枪则向着高速、高效和稳定送丝的方向发展。     

高速电弧喷涂镍铝打底层结构与性能研究

高速电弧喷涂技术是近年来发展起来的新型热喷涂技术，该技术具有优势，高效，低成本等特点，本文实验研究了高速电弧喷涂镍铝打底涂层的组织结构和力学性能，涂层的界面结合强度大于40MPa，显微硬度平均值为210HV，表面粗糙度表征参数Ra值为13．11um，涂层孔隙率为2．26％，涂层主要由镍铝合金和镍，铝氧化物组成，高速电弧喷涂镍铝涂层结合强度高，涂层组织致密，是优良的打底涂层。     

电弧喷涂Ti6Al4V涂层组织与耐磨损性能

采用ZPGD-400型电弧喷涂机在Q235钢基体上喷涂Ti6Al4V涂层,并借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及滑动磨损试验机对喷涂涂层的显微组织、结合状态、硬度以及磨损表面进行分析.结果表明,Ti6Al4V涂层组织呈典型的层状特征,孔隙少,涂层与基体结合紧密,涂层平均显微硬度1013 HV0.2其耐磨损性能为Q235钢的20倍,磨损机制主要为剥层磨损和粘着磨损.     

电弧喷涂含非晶相铁基涂层的研究

用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备一种高非晶含量的Fe基合金涂层.采用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.采用湿式橡胶轮磨粒磨损试验机测试涂层耐磨粒磨损性能.结果表明,涂层呈典型的层状组织结构,由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成.涂层结构致密.孔隙率低,氧化物含量较少,并具有很高的硬度和耐磨性,相对耐磨性在同等实验条件下为低碳钢的15.2倍.     

φ2mm丝材电弧喷涂系统的工艺参数和涂层性能研究

本文比较详细地研究了φ2mm丝材电弧喷涂系统的工艺参数稳定性和几种丝材的涂层性能．实验结果表明，与φ3mm丝材电弧喷涂相比，φ2mm丝材喷涂具有较好的工艺稳定性，喷涂规范参数选择范围宽，涂层的表面粗糙度和孔隙率降低，涂层显微组织更致密，涂层抛光性能好．本论文之后，作者已将φ2mm丝材喷涂系统比较成功地应用到电弧喷涂制造塑料加工模具工艺中．     

Φ2mm丝材电弧喷涂系统的工艺参数和涂层性能研究

本文比较详细地研究了Φ2mm丝材电弧喷涂系统的工艺参数稳定性和几种丝材的涂层性能．实验结果表明，与Φ3mm丝材电弧喷涂相比，Φ2mm丝材喷涂具有较好的工艺稳定性．喷涂规范参数选择范围宽，涂层的表面粗糙度和孔隙率降低，涂层显微组织更致密，涂层抛光性能好，本论文之后，作者已将Φ2mm丝材喷涂系统比较成功地应用到电弧喷涂制造塑料加工模具工艺中。     

电弧喷涂NiAl涂层摩擦磨损性能研究

利用双丝电弧喷涂技术在6061 -T6铝合金基底上制备了NiAl-95/05和NiAl-80/20两种不同成分的镍铝涂层.采用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、显微硬度计等设备对两种涂层的微观组织结构及特性进行对比分析,并采用滑动摩擦和滑动磨损试验方法,研究了两种涂层的滑动摩擦磨损性能.结果表明,两种涂层均与基体结合紧密,无裂纹;NiAl-95/05涂层中的主相为(Ni)固溶体,而NiAl-80/20涂层中主要组成相为Ni3Al和NiAl; NiAl-95/05涂层和NiAl-80/20涂层显微硬度的平均值分别为219 HV和312 HV.摩擦磨损试验结果表明,在干态和水润湿条件下,NiAl-80/20涂层的滑动摩擦系数较大;而在油润湿条件下,两种涂层的滑动摩擦系数基本相等;显微硬度和滑动摩擦系数共同决定了涂层的滑动磨损性能,NiAl-80/20涂层的滑动磨损性能明显优于NiAl-95/05涂层.     

Al含量对电弧离子镀共沉积Ti1-xAlxN涂层性能的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、磨损实验仪等,研究了不同铝含量的Ti1-xAlxN涂层性能.结果表明：当铝含量约为52%时,经涂层处理试样的显微硬度、摩擦磨损性能都得到了很大的提高,能达到使用钛铝合金靶离子镀Ti1-xAlxN涂层的相应性能,而从经济性来说,利用独立钛、铝靶比钛铝合金靶制备Ti1-AlxN涂层的成本要低得多,从而具有降低生产成本,提高生产效益的优势.