镁合金表面电弧喷涂铝涂层工艺及耐腐蚀性的研究

采用电弧喷涂方法在AZ91D镁合金表面喷涂Al涂层,研究了电弧喷涂工艺参数对涂层结构和质量的影响,并对喷涂铝层的镁合金进行了耐蚀性实验.结果表明:通过控制电弧喷涂工作电压、工作电流和雾化气流的压力与流量,能够在镁合金表面获得均匀致密的Al涂层;电弧喷涂Al涂层能够显著提高镁合金的耐腐蚀性.     

镁合金表面冷喷涂铝涂层的热处理研究

使用冷喷涂方法在铸态AZ91D镁合金基体上沉积了纯Al涂层,所得涂层组织致密,厚度均匀,与基体结合良好,孔隙率小于1%.随后用机械减薄的方法使Al涂层的厚度减薄到135 μm,对减薄后的试样在真空加热炉中分别进行了400℃×20 h和400℃×40 h的热处理.结果显示随着保温时间的延长,Al涂层全部转化为较高硬度和较...     

在AZ91D表面SHS反应热喷涂Al-CuO系Al2O3基复相陶瓷涂层

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-CuO系铝热剂引入到喷涂材料中,在AZ91D表面制备了Al2O3基复相陶瓷涂层.结果表明:SHS反应热喷涂层综合性能明显优于传统热喷涂层,传统热喷涂层的热震次数、开气孔率、耐蚀性和耐磨性分别为14次、17.4%、基体的24倍和8.5倍;而反应热喷涂层则分别为40次、15.2%、基体的37倍和10.6倍.若辅以Ni-Al合金打底,喷后重熔工艺可使反应喷涂层的综合性能进一步提高.     

AZ31镁合金冷喷涂纳米晶铝涂层腐蚀性能

为了改善镁合金耐蚀性,采用冷喷涂技术在镁合金AZ31上制备出纳米晶铝涂层,分析了涂层的微观组织,通过电化学试验及中性盐雾试验研究了涂层及基体的腐蚀性能。试验结果表明,涂层的纳米晶结构成功保留,涂层组织致密、厚度均匀,涂层硬度到达111.44 HV0.025,明显高于镁合金基体的硬度(66.8 HV0.025);涂层的自腐蚀电位(-0.78 V)高于镁合金基体的自腐蚀电位(-1.79 V),涂层的自腐蚀电流密度(5.3×10-7A/cm2)比镁合金基体的自腐蚀电流密度(2.45×10-5A/cm2)低2个数量级,盐雾试验表明涂层的耐腐蚀性能明显优于镁合金基体。     

铝基非晶纳米晶复合涂层的喷涂工艺

为了研究喷涂参数对涂层性能的影响规律,采用高速电弧喷涂技术制备铝基非晶纳米晶复合涂层,利用正交试验法系统研究喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离、喷枪移动速度和雾化空气压力对涂层性能的影响规律。优化后的工艺参数为喷涂电流160 A,喷涂电压36 V,喷涂距离200 mm,喷枪移动速度300 mm/s,雾化空气压力0.7 MPa,喷涂参数对涂层性能影响的主次顺序为：雾化空气压力、喷涂电压、喷枪移动速度、喷涂电流和喷涂距离。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）对工艺优化后的涂层进行分析,同时对涂层的显微硬度和孔隙率进行了测试。结果表明,采用优化参数制备的涂层组织结构致密,孔隙率为1.13%,硬度可达392 HV0.1,涂层具有明显的非晶纳米晶相,非晶含量约为24.2%。     

冷喷涂技术制备Al基复合材料涂层研究进展

首先对冷喷涂铝基复合材料涂层的装备开发现状进行了总结,通过对比低压、中高压、真空、激光辅助、原位喷丸辅助冷喷涂技术的优缺点,指出现有冷喷涂装备对制备铝基复合材料的适用性。其次,通过总结冷喷涂技术在制备铝基金属间化合物、铝基陶瓷、铝基石墨烯等复合材料涂层方面的研究现状,证明冷喷涂技术在各类型铝基复合材料制备方面的优势和可行性。最后,对热处理、搅拌摩擦、热等静压和激光重熔等冷喷涂制备涂层的常用后处理方法进行了分析,阐述合理的后处理策略对提升冷喷涂铝基复合材料性能方面的重要意义。总之,专用冷喷涂装备开发、复合材料结构设计和后处理策略的体系化研究,是推动冷喷涂技术应用于金属基复合材料开发的关键。     

等离子喷涂制备铁基非晶涂层及其耐磨性

采用等离子喷涂的方法制备铁基非晶涂层,并对不同喷涂功率制备涂层的组织和耐磨性进行了分析。结果表明,3种功率制备涂层表面致密、孔隙率低,且具有较高的热稳定性、硬度和耐磨性。当喷涂功率为30 k W时,涂层非晶程度高;喷涂功率为35和40 k W时,涂层中有Fe2B和Mo6Co6C晶相出现,随喷涂功率增加,涂层硬度和摩擦因数升高,35 k W制备涂层的耐磨性最好。     

原位微锻造冷喷涂制备高致密铝基涂层及耐腐蚀性能

目的提出一种基于原位微锻造冷喷涂制备高致密度金属沉积体的新方法,旨在为镁合金腐蚀防护提供一种低成本的涂层制备方法。方法通过在Al喷涂粉末中混入20%～60%(体积分数)的大粒径喷丸颗粒,借助其在喷涂过程中对已沉积Al涂层的原位微锻造效应,实现Al涂层制备中的实时致密化,研究了原位微锻造强度对涂层显微组织及耐腐蚀性能的影响规律。采用SEM分析了涂层的显微结构,采用电化学测试及长期浸泡试验测试了涂层的耐腐蚀性能。结果随着微锻造强度的提高,金属沉积体的致密度逐渐增加,当混合粉末中的喷丸颗粒含量高于40%时,可获得孔隙率低于0.3%的高致密度Al涂层。电化学测试及长达1000 h的Na Cl溶液浸泡腐蚀结果显示,高致密度Al涂层包覆后的镁合金表现出与冶金块材铝相当的耐腐蚀性能,比无保护镁合金腐蚀速率降低两个数量级以上;在1000h的盐雾腐蚀后,涂层与基材界面无腐蚀产物生成,表明涂层可完全对腐蚀介质进行物理隔绝。同时,致密铝涂层表面形成了微米级的钝化膜,可进一步提高耐腐蚀性能。结论通过原位微锻造辅助冷喷涂技术,可在较低的气体温度和气体压力条件下在镁合金表面获得完全致密的Al腐蚀防护涂层。该技术还有望用于诸如高导热、高导电涂层的制备,金属构件修复及增材制造等其他对金属沉积体有致密度要求的领域。     

铝基非晶纳米晶复合涂层研究

采用自动化高速电弧喷涂系统,用自行研制的粉芯丝材,在AZ91镁合金基体表面上制备出Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)分析了Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的微观形貌和组织结构,结果表明Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和纳米晶化相共同组成的,涂层结构致密,孔隙率约为1.8%.Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的平均显微Vickers硬度值为311.7 HV0 1,结合强度为26.8 MPa.涂层的抗磨损耐腐蚀性能优于Al涂层和AZ91镁合金基体;其相对耐磨性约为Al涂层的10倍,为AZ91镁合金的6倍;其自腐蚀电位值正于Al涂层及AZ91镁合金,自腐蚀电流密度值约为Al涂层的1/2,AZ91镁合金的1/5;其腐蚀后的表面形貌比Al涂层和AZ91镁合金平整,点蚀较少.Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的耐磨防腐综合性能优异.     

掺杂镍对镁合金表面冷喷涂锌基涂层性能的影响

目的研究镍添加对冷喷涂锌基涂层耐蚀性的影响,为镁合金提供有效的防护涂层。方法采用低压冷喷涂技术在镁合金基体表面分别制备锌基和锌/镍基复合涂层,通过微观观察、摩擦磨损实验、电化学极化法和电化学阻抗谱测试及全浸泡腐蚀试验,研究镁合金表面冷喷涂涂层的结构、摩擦磨损行为和耐蚀性。结果镁合金表面冷喷涂锌基涂层后,其硬度和耐磨性得到显著提高,掺镍后的锌/镍基涂层具有更高的硬度和耐磨性。锌基和锌/镍基涂层均能为镁合金提供腐蚀防护,锌/镍基涂层比锌基涂层具有更好的耐蚀性。相对镁合金来说,锌基涂层和锌/镍基涂层的自腐蚀电位分别正移了260 mV和560 mV;长期腐蚀后锌/镍基涂层形成了更致密的腐蚀产物膜,腐蚀电阻显著高于锌基涂层。结论冷喷涂锌基和锌/镍复合涂层均能对镁合金提供防护作用,掺杂镍后的锌/镍基复合涂层具有更高的硬度、耐磨性和耐蚀性。     

AZ91镁合金脉冲电沉积Ni-SiC纳米复合涂层的磨损与腐蚀性能

为了改善AZ91镁合金的表面性能,在含0-15g／LSiC纳米颗粒的改进的瓦特槽中,采用脉冲电沉积得到不同SiC含量的Ni-SiC纳米复合涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）研究涂层的形貌,采用能谱仪（EDs）测试涂层的SiC含量。从15g／LSiC槽中电沉积得到的样品,其涂层的显微硬度提高了600％。采用动电位极化法研究包覆AZ91镁合金的腐蚀行为。结果表明,样品的耐腐蚀性能明显提高,即腐蚀电流密度从未包覆样品的0．13mA／cm2降低到槽中含15∥LSiC电沉积包覆样品的1．74x101mA／cm2,腐蚀电位从未包覆样品的-1．6V增加到槽中电沉积包覆样品的-0．31V。使用盘销摩擦测试仪评估了包覆和未包覆样品的耐磨性能,包覆样品的磨损量比未包覆的小8倍。     

Reactive HVOF sprayed TiN-matrix composite coating and its corrosion and wear resistance properties

TiN-matrix composite coating was prepared on 45# steel by reactive high-velocity oxy-fuel (HVOF) spraying. Its microstructure, phase composition, micro-hardness, corrosion resistance in 3.5% NaCl solution and wear resistance were analyzed. The results suggest that the TiN-matrix composite coating is well bonded with the substrate. The micro-hardness measured decreases with the increase of applied test loads. And the micro-hardness of the coating under heavy loads is relatively high. The TiN-matrix composite coating exhibits an excellent corrosion resistance in 3.5% NaCl solution. The corrosion potential of coating is positive and the passivation zone is broad, which indicates that the TiN-matrix composite coating is stable in the electrolyte and provides excellent protection to the substrate. The wear coefficient of the coating under all loads maintains at 0.49–0.50. The wear mechanism of the coating is revealed to be three-body abrasive wear. Yet the failure forms of TiN-matrix composite coating under different loads have an obvious difference. The failure form of coating under light loads is particle spallation due to the stress concentration while that of coating under heavy loads is cracking between inter-lamellae.     

Wear resistance of ceramic coating on AZ91 magnesium alloy by micro-arc oxidation

The ceramic coating formed on AZ91 magnesium alloy by micro-arc oxidation （MAO） was characterized. The results show that the ceramic coating （3.4-23 μm in thickness）on the surface ofAZ91 alloy was attained under different micro-arc oxidation treatment conditions, which consist mainly of MgO, Mg2SiO4 and MgSiO3 phases. Nano-hardness in a cross-sectional specimen was determined by nano-indentation experiment. The MAO coatings exhibit higher hardness than the substrate. Dry sliding wear tests for the MAO coatings and AZ91 alloy were also carded out using an oscillating friction and wear tester in a ball-on-disc contact configuration. The wear resistance of the MAO coatings is improved respectively under different treatment time as a result of different structures of ceramic coatings formed on AZ91 alloy.     

电弧喷涂铁基非晶涂层摩擦磨损性能分析

采用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe-（Cr,Ni）-（C,B）系非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪对涂层的相组成、微观组织和热稳定性进行了分析,用MRH-3型高速环块磨损试验机研究涂层的干摩擦磨损行为.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,呈典型的热喷涂层状组织结构,孔隙率较低;涂层具有良好的热稳定性,在500℃以下使用不会发生晶化转变;涂层具有较高的显微硬度和优异的摩擦磨损性能,平均显微硬度为1 155 HV0.1,相同试验条件下,涂层的相对耐磨性能约为Q235钢的13.3倍,涂层的磨损机制主要以疲劳磨损为主.     

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。     

电弧喷涂铝基涂层耐腐蚀性能

采用铝带制作粉芯线材,电弧喷涂方法制备铝基涂层.试验对比研究了铝基涂层、Fe-Al涂层和45CT涂层的抗氧化和耐腐蚀性能,以及铝基涂层、Fe-Al涂层和A304不锈钢的耐硫化氢腐蚀性能.试验结果表明,电弧喷涂铝基粉芯线材制备的涂层在650℃高温下具有优良的抗高温氧化性能;在涂盐和硫化氢耐腐蚀环境下,由于铝基涂层的硫化腐蚀反应仅发生在涂层表面,腐蚀层很薄,涂层内部几乎没有受到影响,因此铝基涂层具有优良的耐腐蚀性能.     

铁基非晶态合金涂层表面耐磨损及耐腐蚀性能研究

铁基非晶态合金凭借优异的耐磨和耐腐蚀性能在石油、煤电、钢铁和船舶等领域得到广泛应用。本文利用超音速火焰喷涂工艺在316不锈钢基体上制备铁基非晶态合金涂层,研究了涂层的磨削性能、涂层磨削表面的耐磨性能和耐腐蚀性能。研究结果表明三个磨削参数中,磨削深度对涂层表面的表面粗糙度及耐腐蚀性能影响最大,进给速度次之;而进给速度对涂层表面耐磨性能影响最大,磨削深度次之;磨削速度对涂层表面的表面粗糙度、耐磨性能和耐腐蚀性能影响较小。最后,根据不同的涂层性能要求对磨削参数组合进行优化。     

超声冲击对AZ91D镁合金耐磨性能及显微硬度的影响

模板采用HJ-III型超声冲击设备对AZ91D镁合金表面了冲击处理,利用高倍透射电子显微镜研究了超声冲击细化晶粒的机理。分别研究了经超声冲击处理和未经处理的AZ91D镁合金的耐磨性能。用扫描电镜和显微硬度计研究了超声冲击处理对微观组织和显微硬度的影响。结果表明,超声冲击使AZ91D镁合金的表面出现了严重的塑性变形,塑变层深度约为120 祄,表面组织明显得到细化。并在AZ91D镁合金的冲击表面出现了残余压应力。超声冲击可极大的提高AZ91D镁合金的耐磨性能和显微硬度。耐磨性能和显微硬度随超声冲击电流和冲击时间的增加而提高,表明超声冲击是提高AZ91D镁合金耐磨性能和显微硬度的一种有效方法。