空气助燃超音速火焰喷涂WC涂层的性能及应用

采用空气助燃超音速火焰喷涂（HVAF）技术制备了WC涂层，对该涂层的耐磨性、耐腐蚀性、韧性、涂层结合强度等性能进行了研究，并与电镀硬铬层进行了性能与实际使用寿命对比。结果表明：采用HVAF制备的WC涂层的耐磨性是电镀硬铬层的10倍，涂层的耐腐蚀性和韧性明显优于电镀硬铬层的；以WC涂层在瓦楞辊中的应用为例，采用上中下位置喷涂方法制备的WC涂层厚度均匀，控制喷涂角度大于60°和基体硬度小于60HRC对WC涂层的结合强度有利，WC涂层瓦楞辊的使用寿命是电镀硬铬瓦楞辊的4～6倍。

钢基体表面空气助燃超音速火焰喷涂制备铁黄铜涂层的组织和性能

采用空气助燃超音速火焰喷涂技术在30CrMnSi钢基体表面上制备出厚3 mm的HFe59-1-1铁黄铜涂层,对涂层的化学成分、物相组成、显微硬度及耐磨性能进行了研究。结果表明:制备的铁黄铜涂层呈层状结构,晶粒细小,致密度高,孔隙率小于1%,和基体结合强度高,显微硬度为241 HV,且表现出比同牌号铸造铁黄铜更为优良的耐磨性能。

空气超音速火焰喷涂、冷喷涂与电镀制备电触头银层的组织结构与摩擦磨损性能对比

电触头是电力输送系统中的关键元器件,其失效方式与触头表面涂层的磨损密切相关。采用空气超音速火焰喷涂工艺(HVAF)和冷喷涂工艺(CS)分别制备了银涂层;采用往复摩擦试验研究了涂层在不同载荷、频率条件下的摩擦磨损性能,并与电镀银镀层的性能进行了对比;采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了涂层磨痕的表面形貌和成分,并对涂层的摩擦磨损机理进行了分析和讨论。结果表明:空气超音速火焰喷涂和冷喷涂工艺均可制备较厚的致密银涂层;冷喷涂制备的银涂层硬度较高,在高频、高载荷条件下具有较小的摩擦系数和较低的磨损量;空气超音速火焰喷涂和冷喷涂制备的银涂层的磨损机制主要为疲劳磨损。

HVAF一超音速火焰喷涂的最新发展

空气超音速火焰喷涂又称为ＨＶＡＦ（Ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ａｉｒ－Ｆｕｅｌ的简称），是八十末九十年代初美国的Ｂｒｏｗｉｎｇ先生开发的新型超音速火焰喷涂工艺，它是利用压缩空气代替氧气，溶液２燃料代替气体燃料，在燃烧室内或在特殊的喷嘴中燃烧膨胀产生的高温燃烧焰流，并使其沿喷嘴喷出，获得超音速火焰射流。由于ＨＶＡＦ自身特点和良好的涂层性能使其成为超音速火焰喷涂新的发展趋势。

HVAF喷涂Inconel 625涂层在生物质发电环境的高温腐蚀行为

秸秆等生物质焚烧发电时产生的含氯气体和碱金属氯化物腐蚀使受热面金属管道的服役寿命比煤电机组显著降低。管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。采用可现场施工的空气超音速火焰喷涂(HVAF)在TP347H耐热钢表面,制备了Inconel镍基耐高温腐蚀涂层,研究了TP347H耐热钢喷涂Inconel 625合金涂层前后的长期高温腐蚀特性(550℃,500 h),验证了HVAF Inconel 625合金涂层的高温含氯腐蚀防护作用。显微观察结果表明,优化工艺参数条件下HVAF涂层组织致密、孔隙率低至0.72%,与基材结合良好。腐蚀增重结果表明,采用HVAF制备Inconel 625合金涂层后,TP347H耐热钢的腐蚀增重降低7.6倍,耐腐蚀性能显著提升。冲蚀试验结果表明,HVAF Inconel 625合金涂层在最初阶段由于表层凸起颗粒的剥落而冲蚀性能极低,进入稳定阶段后耐冲蚀性能提高,与TP347H基材的耐冲蚀性能相当。

AC-HVAF喷涂微纳米复合WC涂层在水电设备抗空蚀工程中的应用

水轮机过流部件的空蚀损伤引起设备本体材料流失,破坏机组结构,降低机组运行安全性。涂层防护是抗空蚀损伤的主要手段,本文拟通过降低涂层孔隙率提高涂层的抗空蚀性能。采用空气助燃超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)制备了微纳米复合WC涂层,分别采用静态振动空蚀试验和高速流体空蚀试验进行涂层抗空蚀性能表征,结果表明,AC-HVAF喷涂的微纳米复合WC涂层孔隙率为0.2%,涂层孔隙细小,分布均匀,涂层抗空蚀性能优于传统HVOF喷涂涂层。在水电站现场应用结果表明,经过5.5年运行后,涂层完好。AC-HVAF喷涂微纳米复合WC涂层可有效提高水电设备的抗空蚀能力,提高了机组的安全性。

用HVAF+PVD 复合技术替代镀铬技术处理钛合金表面的研究

采用空气超音速喷涂(HVAF)和物理气相沉积(PVD)技术依次在TC2钛合金表面制备了WC–20Cr3C2–7.5Ni和CrN复合涂层。与镀铬层相比,复合涂层未出现纵向裂纹,结合强度分布在64~76 MPa之间,高于镀铬层的12~20 MPa,表面硬度和截面硬度分别是镀铬层的2.22倍和1.65倍。100 N的高载荷条件下,复合涂层的磨损质量损失仅为镀铬层的2%。

HVAF制备铝基非晶合金涂层及其腐蚀行为研究

[目的]为提升2024铝合金表面的耐蚀性能,开展先进涂层制备技术及其腐蚀行为研究。[方法]采用空气超音速火焰喷涂(HVAF)制备铝基非晶合金涂层。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对非晶涂层及2024铝合金基体的成分、微观结构进行分析。采用电化学工作站监测非晶涂层和铝合金基体在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,并借助扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行观察。[结果]结果表明:HVAF工艺较高的喷涂速度有效降低了涂层的孔隙率(0.35%);同时,较高的喷涂速度使得熔化颗粒的冷却速度高于非晶形成所需的临界冷却速率,极大增加了涂层的非晶含量(高达81.3%)。在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,铝基非晶合金涂层的耐蚀性能优于2024铝合金基体,其钝化电流密度为8×10^-6 A/cm^2,点蚀电位约为-0.30 VSCE,低频下的阻抗值约为2024铝合金基体的4倍。铝基非晶合金涂层的腐蚀机制为均匀腐蚀,而2024铝合金基体为点蚀。[结论]HVAF工艺可制备具有高非晶相含量、低孔隙率的铝基非晶合金涂层,能明显改善铝基非晶合金涂层的耐蚀性能。