Microstructure and properties of a wear resistant Al–25Si–4Cu–1Mg coating prepared by supersonic plasma spraying

A high content silicon aluminum alloy(Al–25Si–4 Cu–1Mg) coating was prepared on a 2A12 aluminum alloy by supersonic plasma spraying. The morphology and microstructure of the coating were observed and analyzed. The hardness, elastic modulus, and bonding strength of the coating were measured. The wear resistance of the coating and 2A12 aluminum alloy was studied by friction and wear test. The results indicated that the coating was compact and the porosity was only 1.5%. The phase of the coating was mainly composed of α-Al and β-Si as well as some hard particles(Al_9Si,Al_(3.21)Si_(0.47), and CuAl_2). The average microhardness of the coating was HV 242, which was greater than that of 2 A12 aluminum alloy(HV 110). The wear resistance of the coating was superior to 2A12 aluminum alloy. The wear mechanism of the 2A12 aluminum alloy was primarily adhesive wear, while that of the coating was primarily abrasive wear. Therefore, it is possible to prepare a high content silicon aluminum alloy coating with good wear resistance on an aluminum alloy by supersonic plasma spraying.     

螺杆表面超音速喷涂WC-Co耐磨涂层的研究

采用超音速喷涂技术在45#钢螺杆表面制备了钴基碳化钨型合金涂层,利用SEM、XRD和金相等手段分析了涂层的组织和性能.结果表明: 在45#钢基体和涂层的界面区域, WC-Co涂层主要由细小的WC相、块状含铁相和分布均匀的钴相组成;在WC-Co/45#钢界面层中,块状含铁相是α-Fe和马氏体组织;涂层的拉伸结合强度达到65 MPa, 显微硬度达到1200 HV.     

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。     

等离子喷焊耐磨涂层制备及性能分析

针对石油化工行业中关键零部件的磨损问题,采用等离子喷焊技术喷焊Fe基和Ni基自熔性合金粉末,获得超厚涂层,从而达到表面改性的目的.结果表明,采用该工艺制备的涂层与基体呈冶金结合,耐磨性能相较于基体金属分别提高约6倍和4倍,大大延长了零部件的使用寿命.进而对涂层的微观组织和耐磨机理进行了分析和研究,并且与氧乙炔火焰喷焊技术所制备的涂层进行了对比测试分析,结果表明,利用等离子喷焊技术所制备的超厚涂层耐磨性能更为出色.     

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。     

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。     

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.     

超音速火焰喷涂细晶WC-12 Co涂层的组织性能

利用超音速火焰(HVOF)喷涂技术,制备了一种钴质量分数为12%的细晶碳化钨基硬质合金涂层(WC-12Co),研究了涂层的组织结构、相组成和干滑动摩擦磨损行为。研究结果表明:HVOF喷涂的细晶WC-12Co涂层微观组织致密、均匀,WC晶粒尺寸与初始粉末相当,为500～900 nm。涂层主要为WC相和Co相,有少量W_2C相。与淬火态GCr15钢环干滑动对磨时,磨损率维持在10~(-7) mm~3/(N·m)量级,耐磨性良好,干滑动摩擦因数为0.67～0.76。涂层的主要磨损机制为金属Co相的被挤压、犁削和WC颗粒的剥落。重载时,涂层的磨损机制转化为接触疲劳裂纹扩展,导致局部片层剥离,并伴随着富Co区与对磨环的黏着磨损。     

低压等离子喷涂NiCOCrAlYTa涂层的组织结构及抗氧化性能

采用低压等离子喷涂在Co基高温合金K640基体上制备NiCoCrAlYTa涂层,通过XRD,SEM和EDS等方法研究低压等离子喷涂涂层和真空退火后涂层的形貌、相结构及抗氧化性能.研究结果表明:低压等离子喷涂涂层主要由γ-Ni,γ'-AlNi3和极少量的β-NiAl等相组成,元素分布均匀,涂层为典型的片层状结构,沉积界面处存在少量孔洞:真空退火处理过程促进了β-NiAl相的析出,衍射峰尖锐,元素分布不均匀,Al和Y向涂层表面扩散,Cr富集于涂层与基体的界面处;真空热处理涂层表面在氧化初期形成较多孔洞,导致涂层抗氧化能力降低.     

等离子熔覆Ni基耐磨涂层制备及摩擦学性能

以商用WF260合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术在20钢表面制备镍(Ni)基耐磨涂层。在室温干摩擦条件下,采用MM-200型摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)等对涂层的微观结构和组织成分进行了表征。研究结果表明:所制涂层呈层片状分布,与基体的冶金结合良好,表面存在孔隙现象。组织中存在大量的树枝晶,等离子熔覆层中主要物相为γ-(Ni,Fe)、(Fe,Cr,Ni)mCn、Cr2Ni3、BPO4及Fe5C2。20钢的磨损率为1.90mm3/min,涂层的磨损率为0.26mm3/min,大幅改善了基体的耐磨性。涂层的磨损机制为磨粒磨损以及氧化磨损,其主要强化机制为弥散强化和固溶强化。     

等离子熔覆Ni基耐磨涂层制备及摩擦学性能

以商用WF260合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术在20钢表面制备镍(Ni)基耐磨涂层。在室温干摩擦条件下,采用MM-200型摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)等对涂层的微观结构和组织成分进行了表征。研究结果表明:所制涂层呈层片状分布,与基体的冶金结合良好,表面存在孔隙现象。组织中存在大量的树枝晶,等离子熔覆层中主要物相为γ-(Ni,Fe)、(Fe,Cr,Ni)mCn、Cr2Ni3、BPO4及Fe5C2。20钢的磨损率为1.90mm3/min,涂层的磨损率为0.26mm3/min,大幅改善了基体的耐磨性。涂层的磨损机制为磨粒磨损以及氧化磨损,其主要强化机制为弥散强化和固溶强化。     

等离子熔覆Ni基耐磨涂层制备及摩擦学性能

以商用WF260合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术在20钢表面制备镍(Ni)基耐磨涂层。在室温干摩擦条件下,采用MM-200型摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)等对涂层的微观结构和组织成分进行了表征。研究结果表明:所制涂层呈层片状分布,与基体的冶金结合良好,表面存在孔隙现象。组织中存在大量的树枝晶,等离子熔覆层中主要物相为γ-(Ni,Fe)、(Fe,Cr,Ni)mCn、Cr_2Ni_3、BPO_4及Fe_5C_2。20钢的磨损率为1. 90 mm~3/min,涂层的磨损率为0. 26 mm~3/min,大幅改善了基体的耐磨性。涂层的磨损机制为磨粒磨损以及氧化磨损,其主要强化机制为弥散强化和固溶强化。     

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.     

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.     

等离子喷涂搪瓷瓷釉涂层的耐腐蚀性能

通过添加改性剂改性瓷釉,采用等离子喷涂技术喷涂在Q235钢表面形成耐腐涂层,利用SEM等手段对其微观结构进行了分析和表征,用静态腐蚀实验和电化学腐蚀实验对涂层的耐腐蚀性能进行了研究。研究结果表明,所有涂层在碱性溶液中都基本不腐蚀;所有涂层在酸性溶液中的腐蚀程度都比基体钢板小,且改性剂为NiO的涂层的耐酸腐蚀性能稍优于改性剂为TiO_2的涂层;涂层的耐电化学腐蚀能力要优于基体钢板,且添加NiO的涂层的耐电化学腐蚀性能稍优于添加TiO_2的涂层。搪瓷瓷釉涂层在一定程度上提高了基体钢板的耐腐蚀性能。     

DSC analyses of static and dynamic precipitation of an Al–Mg–Si–Cu aluminum alloy

In the present investigation, both static and dynamic precipitations of an Al–Mg–Si–Cu aluminum alloy after solid-solution treatment(SST)were comparatively analyzed using differential scanning calorimetry(DSC). Dynamic aging was performed in the SST alloy through equal channel angular pressing(ECAP) at different temperatures of room temperature, 110, 170, 191 and 300 1C. For comparison, static artificial aging was conducted in the SST alloy at 191 1C with two aging times of 4 and 10 h. The DSC analyses reveal that the dynamic precipitation has occurred in the ECAPed samples, while the activation energies associated with the strengthening precipitates in the dynamic samples are considerably higher than the energies in the SST and static aged samples. The higher activation energies are probably attributed to the smaller grains and higher dislocation density developed after ECAP. The results in the present investigation allow the prediction of the type of the dynamic precipitates to influence the strength of the ultrafine grained alloy during ECAP at various temperatures.     

放电等离子烧结快速凝固Al75Si25合金的组织及力学性能

高硅铝合金粗大的初晶硅严重影响其力学性能与机械加工性能.本文利用熔融纺丝快速凝固技术、球磨与放电等离子烧结相结合的方法制备了Al₇₅Si₂₅合金.研究发现,放电等离子烧结Al₇₅Si₂₅能够遗传其快速凝固组织的特点.500 MPa,320℃烧结条件可获得密度达到98%以上的块体,其初晶硅弥散分布,组织尺寸细小,具有超细晶粒特征.此外,硅元素过饱和固溶于α（Al）基体.维氏硬度值和抗压强度分别达到298 Hv和674 MPa,具有优异的力学性能.      

高铝青铜粉体超音速等离子喷涂层感应重熔后的组织及性能

为了改善涂层的组织和性能,对超音速等离子喷涂技术制备的高铝青铜涂层进行高频感应重熔处理,研究重熔后涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.感应重熔前涂层具有层流状组织特点,含有少量氧化渣、孔隙及未完全熔融颗粒,涂层与基体间以机械结合为主.感应重熔能消除未熔颗粒和夹杂,使组织致密、均匀,组织的层流特征弱化,孔隙率有所下降.基体元素和涂层元素相互扩散,在界面形成一条明显的白亮带,呈冶金结合状态,结合牢固,涂层的结合性能有所改善.重熔后扩散带和涂层表面的硬度较高,界面结合强度也由重熔前的25.110提升至83.358 MPa.