高铬镍基合金超音速活性电弧喷涂涂层性能的研究

采用超音速活性电弧喷涂(HVAA)系统对适用于锅炉四管喷涂用的高Cr镍基合金进行了喷涂试验;通过金相组织研究、SEM检测以及X射线衍射分析,证明其具有良好的组织形貌;同时HVAA所制备的高Cr镍基合金涂层的性能相对于普通电弧喷涂涂层,除了更致密并具有更高的硬度外,涂层成分还具有更多的金属间化合物或络合物,对提高涂层性能有一定影响。

用于海洋环境下活化腐蚀防护的高性能电弧喷涂层

采用铝或锌涂层的活性腐蚀防护是热喷涂技术应用最多的领域。每年大约要消耗20,000吨的喷涂线材,并且未来需求还在增加。热喷涂技术及材料无论是单独还是一起在海洋环境下使用,都有一定的标准。海上风力发电机(OWET)要求维护间隔时间尽可能长,这可以通过使用长寿命的表面涂层来满足使用要求。目前,金属喷涂涂层主要用于OWET的高应力部件,如法兰、框架和安装面。在实验室测试的过程中,研究了多种用于OWET的双涂层体系的抗腐蚀效果,其中金属涂层关注最多。制备了不同厚度和特性的Zn/Al和Al涂层,对部分涂层进行封孔处理,并制备有机涂层形成多层涂层体系。其目的之一是制备地氧含量的防护涂层,并和目前标准的工艺进行对比。依照ISO20340标准[5]对涂层和标样涂层的抗腐蚀性能进行了25周的循环老化测试评价,评估标准为:涂层划痕处的腐蚀和渗透、涂层起泡和锈蚀程度,以及涂层与基材的结合力。测试结果表明,喷涂金属涂层是一种有效的改善材料的抗腐蚀性能方法。采用活性气体作雾化气体的电弧喷涂或冷喷涂制备Zn/Al15涂层能够提升涂层的防护效果,并且可以降低涂层的厚度,具有较好的经济前景。

PS45/CuAl8伪合金复合涂层高温循环氧化行为

采用超音速活性电弧喷涂技术在Q235钢基体表面制备PS45/CuAl8伪合金复合涂层,将该涂层在600℃和800℃进行循环氧化,采用XRD、SEM和精密天不等手段对涂层的显微结构进行表征,研究了涂层的循环氧化性能。结果表明:PS45/CuAl8伪合金复合涂层主要由Al_2O_3、Cr_2O_3、α-Cu和γ-Ni固溶体组成,组织致密,颗粒成扁平状且扁平化程度高、分布均匀。经高温循环氧化后在涂层表面形成了一层致密的Al_2O_3+Cr_2O_3+Ni(Al,Cr)_2O_4薄膜,避免了Al_2O_3薄膜的剥落,从而降低了涂层氧化速率,提高了基体的抗高温循环氧化性能。

基体温度对PS45-CuAl8伪合金复合涂层性能的影响

采用超音速活性电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备PS45-CuAl8伪合金复合涂层,采用万能试验机和维氏硬度计等手段对涂层的组织结构及物理性能进行表征,并研究了基体温度对PS45-CuAl8伪合金复合涂层性能和结构的影响。结果表明,随着基体温度由30℃提高到270℃,喷涂粒子扁平化程度加大以及表面吸附水膜的挥发使得涂层沉积率由40%提高到50.3%,涂层与基体的结合强度则从33.1 MPa增加到40.3 MPa。

超音速活性电弧制备锅炉用耐磨涂层性能研究

以FeCrNiBSi丝材为喷涂材料,采用Flame Arc超音速活性电弧喷涂系统在Q235钢为基体的工业锅炉用材料表面制备出结合强度高、耐磨性强的涂层;通过金相观察、拉伸试验、摩擦磨损试验,分别评价FeCrNiBSi涂层的孔隙率、显微硬度、结合强度和耐磨损性能;并通过扫描电子显微镜观察涂层微观形貌和磨损形貌。结果表明,涂层与基体结合良好,界面处未见任何分离,涂层结构比较致密,孔隙较少,孔隙率为0.71%,硬度为720 HV0.3,与基体结合强度达到60 MPa。相对于Q235钢,FeCrNiBSi涂层具有优异的抗磨损性能,其抗磨损性能是Q235钢的28倍。FeCrNiBSi涂层磨损机理为显微犁削和黏着磨损,耐磨性良好,具有良好的应用前景。