反应等离子喷涂制备原位TiC颗粒增强Fe基金属陶瓷涂层

以钛铁粉、铁粉和蔗糖(碳的前驱体)为原料,采用前驱体热分解复合技术制备了Fe-Ti-C系反应热喷涂粉末,并通过普通等离子喷涂技术原位合成并沉积了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了喷涂粉末和复合涂层的相组成和显微结构.结果表明:前驱体热分解复合技术制备的Fe-Ti-C反应喷涂粉末粒径均匀,原料粉末颗粒间的结合强度高;所制备的TiC/Fe复合涂层主要由不同含量TiC颗粒分布于金属Fe基体内部而形成的复合片层叠加而成;TiC颗粒大致呈球形,粒径呈纳米级;TiC理论质量分数53%的TiC/Fe金属陶瓷涂层的耐磨粒磨损性能较好,SRV磨损实验中涂层的磨损面积为基体(45钢)的1/25左右.     

等离子喷涂制备不同晶型氧化铝涂层的微观结构和摩擦磨损性能

等离子喷涂氧化铝涂层通常是以α-Al_2O_3为原料,所制备涂层主要以机械性能相对较差的γ-Al_2O_3晶相为主要物相.研究选用α-Al_2O_3与成本低廉的γ-Al_2O_3粉末为原料,通过等离子喷涂技术制备了2种类型的氧化铝涂层,并对其微观结构、显微硬度和摩擦磨损等性能进行了对比研究.结果表明:选用成本低廉的γ-Al_2O_3粉末制备的氧化铝涂层,其物相以稳定相α-Al_2O_3为主,涂层的硬度和孔隙率等性能相较传统α-Al_2O_3粉末制备的涂层更加优异,并具有良好的抗磨性,因而存在较大的应用开发潜力.     

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。     

喷涂电流对锰锌铁氧体涂层取向行为及磁性能的影响

采用等离子喷涂方法,以ZnO,MnO_2和Fe_2O_3的混合粉末为原料在铜基体表面沉积了锰锌铁氧体与氧化铁的混合涂层,研究了喷涂电流对涂层中尖晶石相含量、取向行为及涂层磁性能的影响。结果表明,等离子喷涂ZnO,MnO_2和Fe_2O_3混合粉末可以获得含有尖晶石相的涂层组织,尖晶石相含量随着喷涂电流的增强而增多;涂层中的尖晶石相沿100方向择优取向,100取向的取向度随着喷涂电流的增强而增大;涂层显示出较强的磁各向异性,其面内磁化速率明显快于面外,另外涂层的饱和磁化强度随喷涂电流强度的增强而增大。增大等离子喷涂电流能够有效促进尖晶石相的形成并沿100方向择优取向。     

环境温度对AT13增强Ni基涂层摩擦学性能影响

以金属Ni和Al_2O_3-TiO_2粉末为原料,利用机械混合法制备Ni与Al_2O_3-TiO_2质量比为9∶1的复合粉末。采用大气等离子喷涂技术在20钢表面制备复合涂层,在干摩擦条件下,采用QG-700型摩擦磨损试验机,分别在20℃、200℃和500℃环境温度条件下,测试了复合涂层的摩擦磨损性能。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征复合涂层的组织及磨损形貌,分析其磨损机制。研究结果表明:复合涂层呈典型的层片状结构,以Ni、NiO、TiO和α-Al_2O_3相为主。随着环境温度的升高,复合涂层的摩擦因数和磨损率均呈现出先增大后减小的趋势,磨损机制由片状剥落转变为磨粒磨损。     

等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1 426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm-2,腐蚀速度0.869 mm·a-1.     

螺杆泵螺杆纳米掺杂陶瓷涂层显微结构研究

利用大气等离子喷涂技术（APS）,在7.5m螺杆泵螺杆基体表面上制备纳米掺杂30%AT13(Al₂O₃+13%TiO₂)陶瓷涂层,采用Philips XL-30型扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和Philips X-port型X射线衍射仪（XRD）等现代分析手段对纳米掺杂AT13等离子喷涂粉末及螺杆表面等离子喷涂涂层的显微组织、物相进行了观察测定。结果表明：纳米掺杂等离子喷涂粉末结构呈微米级粒子表面包覆纳米粒子的麻团状,尺寸在50~70μm内,流动性好,适用于大气等离子喷涂。纳米掺杂使等离子喷涂涂层元素分布均匀性提高,孔隙度降低,涂层内出现（Al₂O₃）_5.333与斜方晶态的Al₂TiO₅物相。涂层断口分析证明：在纳米掺杂30%的涂层中,出现大量直径约为10nm的蠕虫状晶须,断裂方式变为韧性的穿晶断裂,为纳米掺杂螺杆使用寿命成倍的提高提供了理论依据。     

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.     

电爆炸喷涂制备Mo/高碳钢复合涂层的研究

采用电爆炸喷涂的方法,以钼和80号高碳钢为喷涂材料,在LY12铝合金圆筒零件的内表面上交替喷涂钼和高碳钢,制备了Mo/高碳钢复合涂层,并对涂层的形貌、结合强度、抗热震性和显微硬度等性能进行了检测. 研究结果表明,涂层具有致密、高硬度、结合强度高和抗热冲击性能好的优点.     

等离子喷涂薄壁零件涂层中的残余应力

以等离子喷涂零件为研究对象,提出了薄壁零件与厚壁零件的概念,并建立了一种基于叠加原理的残余应力计算模型.计算结果表明:在涂层中既可能产生拉应力,也可能产生压应力;喷涂零件残余应力极限值位于基体与涂层的结合区域;增层模型和应力叠加方法可有效估算残余应力的松弛;估算值与测量值吻合得较好;热膨胀系数、基体预热温度、涂层厚度对残余应力的影响较大.研究结果对等离子喷涂涂层的设计具有一定的参考价值.     

等离子复合涂层导温性能与组成和取向的关系

用计算机运控的激光热导仪测定了５００～１４００Ｋ温度范围内不同组成、不同喷涂取向的等离子喷涂复合涂层Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ的导温系数。实验发现，复合涂层组成相同时，喷涂方向垂直于热流方向的导温系数Ｄ⊥大于喷涂方向平行于热流方向的导温系数Ｄ∥；喷涂取向相同时，复合涂层的导温系数随着ＮｉＣｒ掺入量的增加而增大，文中从理论上对其原因进行了探讨，所得结果为等离子喷涂复合涂层的喷涂工艺设计及应用提供了依据。     

镁合金等离子喷 Al/Al2 O3涂层配比及参数优化

用等离子弧在 AZ31镁合金表面喷涂 Al＋Al2 O3粉末,制备 Al／Al2 O3复合材料涂层。观察分析不同粉末配比时涂层的划痕试验结果、SEM 照片以及 XRD 衍射数据,确定 Al＋Al2 O3的合理配方。通过正交试验设计,分别对涂层密度、显微硬度和沉积率等指标进行分析,最后确定制备复合材料涂层的最优工艺参数。     

SiO2包覆对爆炸喷涂自敏涂层发光和摩擦性能的影响

采用溶胶-凝胶法在铝酸锶荧光粉表面包覆SiO₂层,以45号钢为基体,采用爆炸喷涂技术制备不同SiO₂包覆质量分数下的SrAl₂O₄∶Eu²⁺, Dy³⁺/Cu-14Al-X自敏复合涂层.对比研究了不同包覆质量分数下铝酸锶粉末与自敏涂层的发射光谱和余辉衰减曲线,复合涂层的摩擦系数与磨损量以及SiO₂包覆质量分数对自敏涂层的发光性能和摩擦学行为的影响.结果表明:SiO₂包覆使得铝酸锶在爆炸喷涂制备过程中得到了保护,提高了涂层的发光性能.随着SiO₂包覆质量分数的增加,复合涂层结构致密度、硬度和耐磨性提高.20%包覆质量分数下铝酸锶粉末硬度为564.5HV,比未包覆铝酸锶粉末的涂层提高了38%.由于破碎后的SiO₂包覆层具有自润滑效果,包覆后复合涂层的摩擦系数相对稳定,15%SiO₂包覆质量分数下复合涂层摩擦系数为0.182,具有最优的摩擦性能.     

等离子喷涂Al2O3-TiO2系涂层的相组成定量分析

采用大气等离子喷涂制备了TiO2质量百分比分别为0%、3%、13%、20%、40%5种Al2O3-TiO2系涂层.利用Rietveld法以及添加标样的办法对喷涂前后的材料物相进行了定量分析,探讨了材料的相变过程.经喷涂,大部分α-Al2O3转变为亚稳相γ-Al2O3,喷涂粉末中存在的TiAl2O5保留在涂层中,有四种涂层中还形成了非晶相.涂层中的非晶相的含量先随着TiO2增加而增加,在TiO2的质量百分比为13%时最多,而后下降.这个趋势是喷涂粉末中Al2O3含量以及喷涂过程中材料的冷却速率共同作用的结果.     

PLC控制等离子喷涂设备的研制

研制了以Ｆ１－４０ＭＲ为核心的可编程控制器（ＰＬＣ）控制的等离子喷涂设备．喷涂电源采用８０９８单片机控制,最大额定输出功率１２０ｋＷ,并利用维弧电源消除了高频对单片机系统的干扰．研制的大功率等离子喷涂枪结构合理,引弧容易,喷涂过程稳定,能适应各种合金粉末喷涂要求．试验结果表明,整体设备操作简单,运行可靠,喷涂效果较理想．     

爆炸喷涂涂层厚度及其过程控制对涂层性能的影响

本文介绍了爆炸喷涂工艺方法及其应用范围。优选了北京钢冶研究总院制备的碳化铬／镍铬粉末并对粉末进行测试研究,采用爆炸喷涂工艺进行碳化铬／镍铬耐磨涂层试验,通过调整爆炸喷涂涂层厚度及喷涂次数,并对涂层结合强度、热震、金相组织等性能进行检测及分析,确定爆炸喷涂工艺过程控制对涂层性能的影响机制。     

气体成分对Al2O3-TiO2涂层结构和硬度的影响

为了研究低功率等离子喷涂中工作气体成分对涂层结构和硬度的影响规律,在试验中我们分别使用了氩-氢和氩-氮等离子炬,在输入相同功率(5 kW)的条件下,改变混合气体中氢气与氮气的百分含量,来喷涂Al2O3-TiO2涂层.结果表明,用氩-氮等离子炬喷涂的涂层比较粗糙,相图中层间距较大,气孔较多;而用氩-氢等离子炬喷涂的涂层则比较均匀,层间距比较小,气孔也比较少,涂层比较致密,其硬度明显高于氩-氮等离子炬喷涂的涂层,Hv可以达到1243 kg·mm-2.     

模具表面等离子喷涂陶瓷涂层的可行性研究

提高模具寿命的方法很多,其中可以通过等离子喷涂陶瓷涂层来提高模具的表面耐磨和耐蚀性能,从而提高模具的使用年限。     

等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层组织

用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计研究了45钢表面等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的微观组织结构、显微硬度,同时对涂层的界面结合特性进行了考察。结果表明,喷涂前的α-Al2O3相粉末,经喷涂后,存在α-Al2O3相向γ-Al2O3相的转变,且以γ-Al2O3相为主相。在金属基体与陶瓷层之间加入NiCrAl层后热膨胀系数不匹配性得到一定程度的改善,从而使涂层内应力降低,结合强度得以提高。     

Ni/WC与NiCrBSi复合涂层耐冲蚀性能的研究

冲蚀磨损是工业生暗中常见的一种磨损破坏现象,也是很多机器设备、零部件磨损报废,使用寿命减少的主要原因,采用等离子喷涂技术,在受到慢磨损的机器零部件表面上喷涂一层耐冲蚀磨损性能高的涂层,是提高机器使用寿命的关键。通过试验表明,等离子喷涂Ｎｉ／ＷＣ与ＮｉＣｒＢＳｉ复合粉涂层具较高的抗冲蚀磨损性能;在Ｎｉ／ＷＣ＋ＮｉＣｒＢＳｉ基础上再添加少量Ｎｉ／Ａｌ,能进一步提高涂层的耐冲蚀磨损能力。