超音速火焰喷涂WC-Co涂层超高速磨削试验研究

为了解决超音速火焰喷涂WC涂层硬度高难以加工的问题,进行了超音速火焰喷涂WC涂层的超高速磨削试验,测量了不同磨削条件下的磨削力、表面粗糙度,观察了不同磨削条件下工件的表面微观形貌.结果表明,随着砂轮线速度的大幅度提高,即在高速超高速磨削条件下,涂层的磨削力、表面粗糙度都能得到明显的降低;同时涂层材料的去除方式更多的以塑性去除为主.总之在超高速磨削条件下,涂层工件的表面质量和磨削加工效率和砂轮的使用寿命都有明显提高。     

喷钼涂层与ZL105同平面磨削的实现

热喷涂技术作为一种新兴的表面处理工艺技术改善了产品的综合性能,但喷涂层与基体不同材料的同一几何尺寸精密加工是制约其性能发挥的关键。某小型航空发动机气缸盖由于有喷钼涂层,不同材料的同一平面磨削时难加工是制约该型号发动机性能的关键工艺。针对该气缸盖的特殊结构及喷涂层特点,文中采用合理的磨削工艺参数、合适的砂轮及适当的装夹方式,在精密平面磨床上实现了对喷钼涂层与ZL105同一平面的磨削。实践证明,该工艺方法解决了ZL105与喷钼涂层同一平面磨削的精密加工难题,提高了磨削效率,改善了工件形状精度和表面粗糙度。     

冷喷涂材料改性研究中超音速冲击射流流场数值分析

针对冷喷涂材料表面改性技术研究中，超音速冲击射流流场存在激波、分离流等复杂的物理现象，采用扩展压强校正法求解用紊流模型封闭的可压缩湍流平均N—S方程组，利用交错网格系统抹平迭代过程中的数值振荡．并通过高分辨率的离散格式进一步改善校正法的激波捕获效果，对冷喷涂工艺中的超音速冲击射流流场进行了详细的数值模拟，可为冷喷涂实验及机理研究提供重要依据．     

冷喷涂制备功能涂层工艺中两相射流数值模拟研究

在材料表面改性新技术——冷喷涂工艺中,喷嘴出口射流流场的特性对喷涂介质参数、涂层性质有重要影响．为此通过适当的工程简化,以不同材料、直径的固体颗粒,对圆喷嘴超音速流场进行了两相射流流场的数值模拟计算,得到了流场的压力和速度分布．结果表明：大密度颗粒与大直径颗粒受流场影响趋势相同;材料密度较大时,颗粒直径应相对取小,材料密度较小时,颗粒直径应相对取大些,喷涂效果最佳;若喷涂气体为空气时,最佳颗粒直径应在1～10μm．     

超音速火焰喷涂技术在高硬质合金密封节能半球阀上的应用

本文利用了超音速火焰喷涂技术制备了高硬质合金密封节能半球阀，研究了经该工艺处理后阀门密封面的硬度及使用寿命，发现经过喷涂WC处理的阀门，抗冲蚀能力更强，使用寿命是采用基体材料阀门的39倍．是喷涂Ni60材料阀门的15倍。     

超音速火焰喷涂制备双峰WC-12Co涂层组织性能研究

采用JP-8000型超音速火焰(HVOF)喷涂设备,在低碳钢基体上制备了双峰WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能.并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损后的涂层表面形貌进行了观察.结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳...     

HVOF制备亚微米结构WC-12Co涂层性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺制备了亚微米结构WC-12Co涂层,测试了这种亚微米涂层的结合强度、显微硬度及抗磨粒磨损性能,并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行观察.研究结果表明:喷涂过程中,亚微米结构WC粒子没有明显的脱碳分解发生,涂层组织结构致密,其显微硬度平均值高达HV1105;在相同的试验条件下,16Mn钢的磨粒磨损量是亚微米WC-12Co涂层的7.8倍,这表明亚微米结构涂层具有优异的抗磨粒磨损性能.     

基于00Cr17的连接材料抗氧化性研究

设计研究了作为中温SOFC连接材料的4种成分的铁素体不锈钢,试验测定了它们以及00Cr17表面等离子喷涂La0.8Sr0.2MnO3涂层后在不同条件氧化时的抗氧化性能,采用SEM对试样表面生成氧化膜的形貌进行了观察比较,通过研究发现同时添加铝和稀土提高抗氧化性,适合做连接板材料,喷涂也不失为作连接板的一种备选方案,但是喷涂工艺还有待改进。     

超音速喷嘴喷丸对E690海工钢性能影响

为了强化材料表面性能,利用残余压应力场抑制微裂纹的萌生扩展,本文以E690海工钢为研究对象,利用超音速喷嘴大幅度提高喷丸速度,通过控制质量流量和喷丸时间,对比分析超音速喷丸和常规喷丸对材料表面性能的影响。数值模拟表明,超音速喷嘴的丸粒速度是常规喷丸的2倍左右。实验结果表明,两种喷丸工艺均能强化表面性能,超音速喷丸的强化效果明显优于传统喷丸。超音速喷丸后,表面硬度更高、粗糙度更小、残余应力更大、显微硬度更高,强化层深度比常规喷丸深5～10μm,出现微裂纹的强化喷丸时间更长。     

超音速电弧喷涂涂层耐蚀性的电化学测试及组织分析

利用超音速电弧喷涂设备在钢板基体表面分别喷涂Al,Zn和316不锈钢(0crNi12Mo2)3种涂层后,通过采用CHI660B电化学工作站,测试3种材料在60%H2SO4溶液中的稳态极化曲线和Tafel斜率,并利用金相显微镜进行腐蚀前后的组织分析.结果表明:3种喷涂材料中只有316不锈钢能明显提高基体的抗腐蚀能力,适合用于防腐蚀喷涂.     

Effect of cold spray particle conditions and optimal standoff distance on impact velocity

冷喷涂中,粒子撞击基板时的速度对涂层形成起到至关重要的作用,而适当的喷涂距离可以使喷涂粒子获得较高的速度.利用商用CFD软件Fluent模拟了喷嘴外超音速流场的分布情况,分析了粒子自身条件对冲击速度的影响,同时提出了确定粒子与基板最佳距离的方法.分析发现,小尺寸、低密度以及不规则形状的粒子容易受到喷嘴外产生的膨胀波、斜激波和基板前的弓形激波影响.随着能量的耗散或当粒子穿过弓形激波时,这些粒子的速度明显下降.另外,在基板与喷嘴之间存在一个最佳距离,它的确定需要两个必要条件：一是基板处的气流必须保持较低的速度,从而使弓形激波的强度相对较弱;二是粒子须经膨胀波加速2次,即弓形激波前具有2个膨胀波,以确保气体可充分利用膨胀波的加速.     

超声波在Ni-Si3N4纳米复合电镀中的作用

采用超声波分散技术在纯铜板上制备了含有纳米Si3N4镍基复合镀层,研究了超声波对纳米颗粒含量、复合镀层显微硬度及组织结构的影响.用扫描电镜观察镀层表面显微组织,利用MM-200磨损实验机检测所得复合镀层的耐磨性能,结果表明,采用超声波分散技术可获得性能优良的复合镀层.     

团簇在金属表面沉积过程的分子动力学模拟

在冷喷涂过程中,喷涂粒子被超音速气流加速到较高的速度,在低于喷涂材料熔点的温度下撞击基体,发生剧烈的塑性变形而沉积形成涂层.但是由于高速粒子碰撞变形的瞬时特点,不能对粒子变形沉积过程进行直接观察,通过对Ni团簇在Cu基体上的沉积过程的分子动力学模拟,可以观察到团簇撞击基体并在基体上沉积的过程,以及团簇和基体的形貌变化;另外,通过计算团簇原子进入基体表面层的数量探讨了影响团簇沉积过程的主要因素.     

热喷涂在高速重载铁路工程上的应用

热喷涂是提高工程构件抗磨蚀性的有效技术，在高速重载铁路工程上应用具有广阔前景，将产生巨大经济及社会效益。铁路钢轨、辙叉等通过铁基合金粉末热喷涂层来提高抗磨性；锌铝喷涂层提供钢板长效防腐性能；采用爆炸喷涂修复曲轴等构件的方法具有巨大潜力；激光重熔喷涂层合金化能进一步改善构件抗磨蚀性。经过热喷涂的普通碳钢替代合金结构钢对发展高速重载铁路运输具有重要意义。     

功率参数对超音速等离子制备高铝铜合金涂层组织的影响

以高铝铜合金Cu-14％Al-X粉体为研究材料,采用DH-2080型超音速等离子设备将粒度-150～+280目的合金粉体喷涂到45#钢基体表面制备涂层,研究不同功率参数对制备的涂层组织结构的影响.结果发现:较低的功率不能使粉体完全软化熔流,制备的涂层组织疏松,较高的功率(52.50 kW)能使喷涂粒子获得足够的能量,在撞击工件表面时完全达到熔流状态,各流延扩展的粒子间搭接、混流充分,形成致密的网状结构涂层表面,纵向组织层流结构明显,层流片之间结合紧密.涂层微观缺陷分析表明,致密的涂层大大降低了涂层的微观缺陷.EMPA分析表明,涂层主要发生Al元素的氧化,但整体上能够基本保持材料的原有相结构特征.     

变参数下的空气喷枪涂层厚度分布建模

首先分析了影响空气喷枪涂层厚度及喷涂机器人作业过程中的可调和常变因素,然后利用BP神经网络方法对平板直行喷涂实验获得的实验数据加以拟合,建立以喷涂距离、喷枪移动速度、喷枪流量和测量点与喷枪轴线距离作为输入的喷枪喷涂模型。与传统模型相比,该模型用相对少量的实验数据就可以预测不同喷涂距离、喷枪移动速度和喷枪流量下的涂层厚度分布。实验数据表明,该模型准确、有效。     

电镀锌板上复合硅烷膜的制备及性能

在镀锌钢板表面制备了γ-APT和γ-GPT复合硅烷膜.用扫描电子显微镜观察了处理前后膜层的微观形貌,用中性盐雾试验、电化学测试了耐蚀性,并测试了附着力、弯曲性能.结果表明:复合硅烷膜致密平整,中性盐雾试验72 h无腐蚀;阻抗值和极化电阻均增大证明复合硅烷膜能有效抑制腐蚀反应;划痕浸泡试验证明复合硅烷膜具有自修复性能;复合硅烷膜的附着力为一级、弯曲性能为1 T.     

喷涂角度对螺栓表面涂层厚度均匀性的影响

针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用DPM模型分析了流场中气相和液相的相互作用,获得了在不同角度下的喷涂流场,预测了螺栓表面液膜沉积厚度。搭建了喷涂试验系统并与模拟结果进行了验证,模拟和试验研究均表明在喷涂角度为30°时螺栓表面涂层均匀性最佳。     

表面活性剂与PTFE涂层结构对润湿性的影响

以粗糙的超疏水聚四氟乙烯(PTFE)涂层为基体,研究表面活性剂的加入对溶液在粗糙PTFE涂层表面润湿性的影响.利用粗糙PTFE涂层表面Cassie方程计算和原子力显微镜(AFM)对表面活性剂分子在涂层表面的形貌进行表征.结果表明,在低表面张力范围内表面活性剂溶液不能润湿粗糙的超疏水PTFE涂层,而具有相似表面张力的有机溶剂可以润湿涂层表面.表面活性剂溶液与粗糙PTFE涂层表面接触时的空气分率始终维持在0.5以上,溶液不能完全进入PTFE粗糙结构,这点是导致低表面张力的表面活性剂溶液在粗糙PTFE涂层上不能润湿的原因.