冷喷涂Ni-cBN防钛火涂层及其摩擦磨损性能

采用低压冷喷涂工艺在钛合金表面制备了Ni-cBN防钛火和耐磨涂层,分析了cBN颗粒尺寸、原始粉末配比、喷涂气体温度对涂层沉积特性、涂层微观组织及cBN含量的影响;通过对冷喷涂制备的Ni-cBN涂层分别进行600、650和750℃的后续热处理,研究了涂层与钛合金基体的相容性及其对涂层结合性能的影响;通过微摩擦磨损分析了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,涂层内的cBN颗粒主要分布于镍粒子边界处,较大尺寸的cBN(W14)在涂层中分布更为均匀,涂层结合强度>82MPa;经过600℃以上热处理后,涂层/基体界面处出现Ti-Ni金属间化合物,涂层结合强度有一定降低;后续热处理可有效减少涂层的磨损量。

喷丸辅助对冷喷涂Ni-Al含能结构涂层组织及性能的影响

目的调控冷喷涂Ni-Al含能结构涂层的微观结构,增加涂层中组元间的接触面积,提高涂层反应速度。方法在Ni、Al混合粉末中引入铸钢弹丸,研究喷丸辅助对冷喷涂Ni-Al涂层微观组织、力学性能和反应特征的影响。采用扫描电镜(SEM)结合定量金相方法,表征Ni-Al涂层微观形貌和Ni、Al组元的接触面积。通过万能材料试验机及分离式霍普金斯压杆(SHPB)测试Ni-Al涂层的压缩力学性能。采用差示扫描量热分析法(DSC)分析Ni-Al涂层的反应温度及放热量。通过高速摄影分析Ni-Al涂层的自蔓延反应过程和燃烧速度。结果喷丸辅助冷喷涂所制备的Ni-Al涂层整体致密、无宏观裂纹。弹丸冲击提高了涂层中Ni颗粒的变形程度和Ni、Al组元间的接触面积,对涂层密度和Ni、Al活性组元含量无明显影响。喷丸辅助冷喷涂Ni-Al在准静态和动态条件下的抗压强度分别为210~250 MPa及310~335 MPa。引入弹丸提高了冷喷涂Ni-Al涂层的反应活性,反应起始温度下降至422℃,并显著提高了冷喷涂Ni-Al含能结构涂层的自蔓延燃烧速度。当钢丸添加量为77%时,涂层燃烧速度达到416 mm/s,提高近5倍。结论喷丸辅助冷喷涂工艺可在保证涂层力学性能的同时,提高Ni-Al含能结构涂层的反应活性,并显著提高自蔓延燃烧速度,弹丸含量对涂层成分影响不大。