低气压等离子喷涂TiO_2涂层机械性能的研究

文本通过实验研究,证明了在低气压等离子喷涂条件下,TiO_2涂层的机械性能不是依赖于涂层结构,而主要由形成涂层前的TiO_2粒子的温度和速度所决定;如果形成涂层前的TiO_2粒子温度越高并且速度越大,就能形成更加扁平状粒子的涂层,增加粒子间结合力,使涂层机械性能提高。因此,喷涂规范中的等离子弧功率、喷涂距离和喷涂室压力对涂层机械性能有较大影响,而等离子弧辅助气氢气流量的影响甚小。     

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.     

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.     

还原性保护气氛电弧喷涂技术研究

一般情况下,在电弧喷涂中利用空气作为雾化气体,空气作为雾化气体将导致熔滴的氧化,从而影响涂层的粒子尺寸、孔隙、结合强度和硬度,保护气氛电弧喷涂采用二次雾化的原理,使用还原性气体和压缩空气作为雾化气体,能够降低涂层中的氧化物质量分散,减少涂层中合金元素的烧损,实验结果表明,保护气氛电弧喷涂3Cr13涂层组织致密,氧化物的质量分数明显减少,硬度和结合强度显著提高,该技术在贵重零部件的修复领域具有广阔的应用前景。     

爆炸喷涂工艺参数对WC-Co涂层结构和硬度的影响

为了研究爆炸喷涂过程中爆炸频率、气体流量等喷涂工艺参数对WC-Co涂层结构和硬度的影响规律,以钴的质量分数为12%的钴粘结碳化钨粉末YF12为喷涂材料,分别选用4组爆炸喷涂工艺参数来制备WC-Co涂层.结果表明,当爆炸频率和氧、乙炔的气体流量较低时,涂层比较粗糙,片层间距较大,气孔较多,硬度较低;随着爆炸频率和气体流量的提高,涂层的层间距变小,气孔率降低,涂层的组织比较致密,硬度有很大提高,维氏硬度HV0.3可以达到1 049 kg·mm-2;但是当爆炸频率和气体流量进一步升高时,涂层的组织反而恶化,硬度降低.     

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。     

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.     

电弧喷涂工艺参数对Cr13型不锈钢涂层组织和性能的影响

使用CMD-AS1620型电弧喷涂设备,以低碳钢为基材,选用1Cr13、3Cr13两种不锈钢丝材为电弧喷涂材料制备了不同工艺参数下的涂层,对比了不同材料、不同工艺参数下制备的电弧喷涂涂层的组织和性能,通过实验分析了工艺参数对Cr13型不锈钢涂层组织和性能的影响,结构表明:采用低的喷涂电压、大的喷涂电流、近的喷涂距离和低的喷涂压力,可以减少涂层中的氧化物、降低孔隙率,控制涂层的碳元素烧损,得到致密的高硬度的涂层.     

热喷涂技术制备碳化钨涂层的研究现状和发展趋势

热喷涂技术由于具有极大的优势而被广泛的应用在工程领域中。其中利用热喷涂技术制备碳化钨硬质合金涂层是热喷涂技术的一个主要应用。碳化钨涂层具有极高的表面硬度和良好的耐磨损性能并且具有耐腐蚀抗氧化性能等性能而被广泛的应用在工程领域中。该文主要介绍采用热喷涂技术制备碳化钨涂层的研究现状与发展趋势。主要介绍超音速火焰喷涂技术,等离子喷涂技术,电弧喷涂技术和火焰喷涂技术制备碳化钨涂层的研究现状和发展。     

添加剂铜在等离子喷涂WC-12Co涂层中的作用研究

以WC-12Co和Cu180粉末为热喷涂材料,采用等离子喷涂系统制备涂层,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对添加铜的WC-12Co涂层的显微组织和相结构进行观察与分析,并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV,研究添加铜对WC-12Co涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律。结果表明：添加铜后,WC-12Co涂层的显微组织更加致密,但显微硬度降低;涂层主要成分是WC及其脱碳产物W2C以及铜的氧化物Cu2O、CuO,添加铜对WC的脱碳起到了一定的抑制作用;喷涂过程中铜具有很好的流动性,填充到涂层形成过程中颗粒间的孔隙,降低涂层孔隙率。     

等离子喷涂铁基非晶/晶体复合涂层的工艺–结构–性能关系

本研究试图通过优化等离子喷涂参数来开发一种Fe基非晶/晶体涂层,该涂层主要成分来自一种贫乏的铁基合金（Fe_92.6C_3.5P_1.4Si₂Mn_0.5）。这种合金是钢铁厂高炉产出的生铁剩余废料。为了经济有效地重新利用这种残留物,这种合金在合成时对成分进行了最少的修改。同时,本研究还探讨了涂层的结构、机械、腐蚀和磨损性能对喷涂参数（等离子功率、主气体流速、送粉速度和间隔距离）的依赖性。X射线衍射表明,在最优的喷涂参数下沉积的涂层存在无定形/晶体相。在较低等离子功率和最高气体流速下沉积的涂层表现出更好的密度、硬度和耐磨性。所有涂层都表现出良好的耐腐蚀性（腐蚀环境:3.5wt% NaCl 溶液）。机械、磨损和摩擦学研究表明,单一的工艺参数优化无法提供良好的涂层性能;相反,所有工艺参数在优化涂层性能都具有独一无二的作用,它们主要通过控制飞行中的颗粒温度和速度分布,以及熔滴撞击基材之前的冷却模式来控制涂层性能。     

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．     

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.     

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。     

高速电弧喷涂FeCrAl／WC复合涂层研究

将自行研制的FeCrAl/WC粉芯丝材利用高速电弧喷涂技术成功地制备出FeCrAl/WC复合涂层,用EDS,XRD和成分分析系统得到FeCrAl/WC涂层的组成为FeCr的质量分数约为84%;WC,W2C及少量的（FeCr)2O3的Al2O3的质量分数约为16%。涂层的工艺性能和力学性能表明FeCrAl/WC复合涂层具有高结合强度、高致密度和较多氧化物的特点。涂层的高温冲蚀性能结果表明,在650℃高温环境下,FeCrAl/WC复合涂层的抗冲蚀磨损性能高于20号钢,并表现出良好的全攻角冲蚀磨损抗力,能够解决燃煤锅炉管道的高温燃气-飞灰高温冲蚀磨损问题。     

工艺参数对Ni60-Cu/BaF2·CaF2定向结构涂层组织和性能的影响

采用氧乙炔火焰喷涂+感应重熔+强制冷却相结合的复合技术制备了Ni60-Cu/BaF₂·CaF₂定向结构复合涂层,研究了感应重熔参数对Ni60-Cu/BaF₂·CaF₂定向结构复合涂层组织结构、元素分布、微观硬度的影响.研究表明:过低的感应重熔功率(7 kW)不能提供涂层足够的熔化热,不能保证涂层完全的熔融状态,过高的感应重熔功率(15 kW)导致过高的热输入,使基体元素向涂层过量扩散以及组织粗大,硬度降低.当感应重熔功率为10 kW时,定向结构涂层获得了良好的微观组织,涂层中组织致密且柱状晶明显,涂层与基体间的冶金结合带也较为平整,且涂层的硬度值较高.     

等离子熔射ZrO2粒子飞行状态

在熔射过程中．粉末粒子的温度、速度、空间分布等是影响沉积效率和熔射质量的直接因素．文中以等离子熔射ZrO2粉末为例．利用CCD技术和双比色原理．对粒子飞行特性进行在线检测．采用正交实验方式，研究氩气流量、氢气流量和工作电流对粉末粒子的温度、速度的影响规律．结果表明，氩气和氢气的流量分别是影响粒子速度、粒子温度的主要因素，而电流变化对粒子温度、速度也有一定影响．