冷喷涂NiCoCrAIY涂层的微观性能研究

运用冷喷涂技术制备了NiCoCrAIY合金涂层.通过扫描电镜和能谱仪对涂层表面以及横截面的微观结构、喷涂粒子之间的结合变形情况进行了观察和成分分析.运用显微硬度计对制备的NiCOCrAIY合金涂层内部的显微硬度进行了测量.结果表明.只有使用氦气作为载气时才能运用冷喷涂技术制备出NiCoCrAIY合金涂层.使用空气和氯气作为载气时无法制备;在不同粉体成分下.NiCoCrAIY合金粉体的沉积特性不同.所制备的涂层微观性能也不同.     

电爆炸喷涂过程中冲击波的理论分析

电爆炸喷涂可用于零件内孔耐磨涂层的制备,涂层具有光滑致密、孔隙率低、结合强度高的特点.通过对空气中进行电爆炸金属丝制备表面涂层时冲击波传播规律的研究,运用量纲分析的方法建立了计算电爆炸冲击波传播规律的工程模型,并对冲击波对喷涂过程的影响进行了分析,提出了可以估算冲击波位置、压力、传播速度以及波后物质速度的计算公式.结果表明:沉积能量线密度越高,冲击波的波阵面压力越大、传播速度越快、波后物质速度越高、到达同样喷涂距离时间越短.     

低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层组织

为研究热喷涂工艺对低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层的微观组织、相组成和硬度的影响规律,以普通低碳钢Q235A为基体,采用低功率(3～6.6 kW)内送粉等离子喷涂方法,在弧电压恒定、电流增加的条件下,制备不同功率下的涂层.实验结果表明:与传统等离子喷涂WC-Co涂层相比,低功率等离子喷涂WC-Co涂层的显微硬度有所提高,而其脱C率和孔隙率大大降低;涂层中除粉末原有的WC相外,还有喷涂过程中新生成的W2C、Co3W3C和Co3W9C4相.电流增加,涂层中主相WC质量分数降低,而W2C等其他三相的质量分数增多.     

冷喷涂NiCoCrAlY涂层的微观性能研究

运用冷喷涂技术制备了NiCoCrAlY合金涂层,通过扫描电镜和能谱仪对涂层表面以及横截面的微观结构、喷涂粒子之间的结合变形情况进行了观察和成分分析,运用显微硬度计对制备的NiCoCrAlY合金涂层内部的显微硬度进行了测量。结果表明,只有使用氦气作为载气时才能运用冷喷涂技术制备出NiCoCrAlY合金涂层,使用空气和氮气作为载气时无法制备;在不同粉体成分下,NiCoCrAlY合金粉体的沉积特性不同,所制备的涂层微观性能也不同。     

Ti-B4 C-蔗糖系团聚粉飞行燃烧研究

通过改进粉体制备工艺,以蔗糖为前驱体,利用前驱体法首次成功制备了Ti-B4C-C三元复合团聚粉.在此基础上,利用SHS反应火焰喷涂技术,在钢基体表面制备了TiC-TiB2复相陶瓷涂层.通过水淬熄实验和SEM、XRD及金相分析等实验方法,对SHS反应火焰喷涂过程中团聚粒子的飞行燃烧及涂层形成过程进行了研究.     

微束等离子喷涂工艺条件对Cu涂层组织和性能的影响

采用微束等离子喷涂系统在2.8-4.2kW的小功率条件下制备了Cu涂层，研究了电弧功率，工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层显微组织结构和硬度的影响。试验结果表明，电弧功率与喷涂距离对粒子速度的影响不明显，但工作气体流量对粒子速度的影响较大，电弧功率与喷涂距离对涂层的硬度影响较大，而工作气体流量对涂层的硬度影响较小。分析表明，粒子的温度对涂层硬度有较大的影响，采用微束等离子喷涂制备的Cu涂层硬度与用传统等离子喷涂设备在30kW下制备的涂层硬度相当。     

内送粉超音速等离子喷涂颗粒飞行状态分析

针对超音速等离子喷涂过程中飞行颗粒与气流相互作用过程难以从实验获得的问题,采用数值计算方法,对以内送粉形式加入的原料颗粒的飞行状态进行跟踪分析,并利用SprayWatch-2i仪对飞行颗粒进行在线监测。计算得到了粒子的动力学和热力学行为以及撞击基体前的速度和温度分布,发现颗粒在喷涂距离为80~100mm的速度和温度最大,这与实验收集到的此范围内单个颗粒的形态相符,可选择此范围为最佳喷涂距离。通过分析韦伯数以及小直径颗粒的速度分布得出,在内送粉超音速等离子喷涂过程中,颗粒在喷枪内部和近出口位置会发生破碎细化和雾化,这与实验观测的结果一致。该计算及分析结果可为颗粒在射流中的传热传质研究提供参考,为获得高质量涂层提供理论依据。     

送粉气流对冷喷涂流场及粒子速度影响的数值模拟

通过建立二维数值模型,利用计算流体力学软件进行数值模拟,研究了送粉气流压力和温度对冷喷涂过程中流场及粒子速度的影响.结果表明:喷涂中不可忽略送粉气流对流场及粒子速度的影响;为将粉末注入喷管,送粉气流的出口压力不能小于出口处的主气流压力,但增大送粉气流压力会使得进入喷管渐缩段的送粉冷气体流量增大,从而排挤高温主气流,同时也降低喷管气体流动的滞止焓,导致喷管喉部声速减小,不利于粒子加速;增加主气流温度对粒子加速效果不明显,而增加送粉气流温度可有效提高粒子撞击基板的速度,进而提高粉末粒子的沉积效率.     

超音速等离子喷涂制备AgSnO_2/Cu复合电接触材料及其性能研究

使用化学共沉淀、高能球磨法制备AgSnO2粉体作为喷涂粉末,利用超音速等离子喷涂技术在纯Cu表面制备AgSnO2涂层。对涂层的组织结构和成分进行分析,并测定涂层的显微硬度、结合强度以及电性能。结果表明,制备所得的AgSnO2涂层具有等离子喷涂涂层所特有的层状结构,且涂层较为致密;涂层表面显微硬度平均值为88.2 MPa;涂层与基体平均结合强度为17.3 MPa;AgSnO2/Cu复合触头材料具有较低的质量损失率和良好的抗电弧侵蚀特性。     

电弧喷涂金属基复合材料涂层

综述了用电弧喷涂粉芯丝材制备硬质相颗粒增强金属基复合材料（ＭＭＣ）涂层的原理及发展现状，探讨了电弧喷涂ＭＭＣ涂层的设计原则、存在的问题及解决途径，对高速电弧喷涂、燃烧电弧喷涂和复合超音速电弧喷涂技术制备ＭＭＣ涂层作了简介。     

气体爆燃喷涂铁铝涂层显微结构研究

采用气体爆燃喷涂技术制备的铁铝涂层具有良好的耐蚀性能.该涂层与铁铝粉末原料相比较,其成分、结构均存在较大的差异.对该涂层的微观结构进行分析,能够为涂层的耐蚀性能研究提供可靠的实验依据.按照已确定的气体爆燃喷涂(DGS)工艺,制备了耐蚀的铁铝涂层.使用光学显微镜、XRD、TEM、电子探针分析了涂层的微观结构和各相的成分.结果表明,涂层中含有Fe4Al13、FeAl和Al2O3相;喷涂后原料粉末发生了复杂的相变,由Fe4Al13相大部分转变成为FeAl相组织和Al2O3合金颗粒,生成了非晶组织和细小晶粒组织;以上各相具有良好的耐腐蚀性能.     

氩等离子焰流特性参数的分析

氩等离子焰流是等离子喷涂常用的热源。测出电弧功率、冷却水带走的热量、气体流量和阳极通道孔的横截面积,将这些量代入由沙哈公式及其它物理定律推导出来的四个方程,就能计算出喷枪出口平面处的氩等离子焰流的平均温度、电离度、焰流速度、密度和焓值。能量平衡原理说明了,输入等离子喷抢的电能量是怎样分配给等离子体的各种粒子组分和消耗在冷却水中的。本文介绍了这种分析方法,讨论了气体流量、喷咀直径对氩等离子焰流上述五个特性参数的影响。     

Ti-Ni-C系反应超音速火焰喷涂合成研究

以Ti粉、Ni粉和石墨为原料,制备了3种喷涂粉末,研究了制粒方式和粉末组成对超音速火焰合成金属陶瓷涂层组织的影响。结果表明,制粒方式在喷涂过程中对反应程度和涂层相组成起到关键的影响作用,聚乙烯醇(PVA)制粒比混合制粒更有利于喷涂过程中反应的进行,PVA制粒粉末喷涂涂层的相组成为TiC,Ni和少量Ti与Ni的氧化物,混合制粒粉末喷涂涂层中含有大量的氧化物相;超音速火焰喷涂合成过程中,粉末组分中一定量的Ti和Ni被氧化,增加Ni与C的含量对喷涂粉末的氧化有一定的抑制作用。     

多颗粒沉积模型预测铜和铝冷喷涂层微观形貌

采用有限元软件ANSYS/LS--DYNA建立了15个颗粒与基板的冷喷涂沉积模型,通过多颗粒沉积模型预测工艺条件、不同颗粒/基板组合的沉积行为和微观形貌;制备了Al和Cu冷喷涂涂层,观察了涂层截面形貌和颗粒变形特征,并与模拟结果进行对比.结果表明,多颗粒沉积模型可预测喷涂条件对颗粒沉积过程及涂层微观特征的影响,以及不同颗粒/基板组合的界面微观形貌.当碰撞速度低时,颗粒变形不充分,颗粒交界处易形成孔洞;随着速度增加,颗粒流变填充孔洞,涂层致密.与颗粒相比,硬基板涂层/基板界面平滑,机械互锁作用小;软基板形成射流状金属挤入颗粒之间,增加结合作用.     

冷喷涂技术制备非金属材料涂层的研究进展

冷喷涂技术是热喷涂家族中一种相对新颖的涂层沉积与增材制造技术,其优点是可实现厚膜沉积,且涂层致密、氧含量低、结合力高、沉积效率高。经过近30年的发展,冷喷涂技术在制备金属材料涂层方面的相关研究日趋成熟,并在相关工业领域获得了较为广泛的应用。近年来,随着功能材料开发需求的增强,新材料、新结构和新工艺不断涌现,冷喷涂技术在非金属材料表面金属化方面的研究也受到越来越多的学者关注。在大量文献调研的基础上,总结了近年来冷喷涂技术在制备非金属材料涂层领域的相关研究进展,讨论了非金属涂层和基体(陶瓷和高分子)的相关研究成果与应用,并对冷喷涂技术在非金属材料制备领域存在的问题进行了分析和展望。     

粉体团聚状态对TiC-TiB2陶瓷涂层的影响

以Ti-B4C-C为主反应体系,采用自蔓延反应火焰喷涂技术,在45^#钢基表面制备TiC-TiB2复相陶瓷涂层。研究不同粉体团聚状态对涂层气孔率的影响,结果表明,包覆粉喷涂得到的涂层性能要优于胶联团聚粉。     

TiC/Ni粉SHS法合成及(TiC/Ni)-Al涂层亚音速火焰喷涂制备

采用自蔓延燃烧合成(SHS)技术制备了TiC/Ni金属陶瓷粉.TiC颗粒尺寸与粘结相的比例有关,粘结相含量越少TiC颗粒尺寸越大,随后将TiC/Ni金属陶瓷粉破碎、过筛并与铝粉混合,采用亚音速火焰喷涂技术在钢基体上制备了(TiC/Ni)-Al金属陶瓷涂层,对TiC-40%Ni+A1复合涂层微观结构进行了分析.     

反应超音速火焰喷涂TiC-TiB2-Ni涂层的组织性能

基于反应超音速火焰喷涂技术,以钛粉、炭化硼、石墨和镍粉为原材料,在45#钢基体上制备3种TiC-TiB2-Ni涂层,并对涂层组织与相关性能进行研究.结果表明:Ti-B4C-C-Ni粉末组元在喷涂过程中发生剧烈的放热反应,可以合成TiC-TiB2-Ni金属陶瓷涂层,Ti-B4C之间发生反应的趋势和剧烈程度明显大于Ti-C之间的;涂层中除主要组成相TiC,TiB2和Ni外,还含有一定量的Ti(C,N),TiO2,Ti2O3和NiO相;随着TiB2含量的减少,涂层中的气孔和夹杂物含量增多,显微硬度和结合强度逐渐降低,滑动磨损量明显升高,涂层耐磨性能下降;利用Ti-B<4>C-Ni材料组元制备的TiC-TiB2-Ni涂层的性能最优,涂层的滑动磨损失效形式主要表现为脆性剥落和犁削.     

两阶段悬浮液超音速火焰喷涂多相流模拟研究

为研究两阶段悬浮液超音速火焰喷涂过程中的流场分布以及液滴/颗粒行为，采用三维Euler-Lagrange耦合建模方法，模拟悬浮液在流场中破碎雾化、运动换热、蒸发扩散并最终被基板捕捉的过程。悬浮液物性由基于实验的拟合函数编译，并考虑了液滴形状变化的影响。结果表明：通过调节氮气质量流量，可以在不影响焰流速度的前提下，调节焰流温度，以满足不同温敏材料涂层制备的工艺要求。通过调节悬浮液的体积流量，可以使悬浮液到达焰流中心被充分加热加速。适当减小悬浮液的体积流量有助于提高颗粒被基板捕捉时的温度与速度，适当提高或降低悬浮液的颗粒浓度可以在不影响颗粒被基板捕捉时速度的前提下，提高单位时间内的颗粒输出量或降低颗粒粒径，可以根据不同的工艺要求进行相应的调整。     

Ti-Ni-C系反应超音速火焰喷涂合成研究

以Ti粉、Ni粉和石墨为原料，制备了3种喷涂粉末，研究了制粒方式和粉末组成对超音速火焰合成金属陶瓷涂层组织的影响。结果表明，制粒方式在喷涂过程中对反应程度和涂层相组成起到关键的影响作用，聚乙烯醇（PVA）制粒比混合制粒更有利于喷涂过程中反应的进行，PVA制粒粉末喷涂涂层的相组成为TiC，Ni和少量Ti与Ni的氧化物，混合制粒粉末喷涂涂层中含有大量的氧化物相；超音速火焰喷涂合成过程中，粉末组分中一定量的Ti和Ni被氧化，增加Ni与C的含量对喷涂粉末的氧化有一定的抑制作用。