电弧喷涂镍基涂层腐蚀及磨损行为

针对WTE垃圾焚烧炉过热器热腐蚀及磨损问题,设计开发了新型镍基粉芯丝材,并采用电弧喷涂方法在SA213-T2基体表面制备相应涂层.利用XRD,SEM,磨粒磨损试验机及高温箱式电阻炉等对涂层组织结构、磨损及热腐蚀行为进行研究.结果表明,所制备涂层具有热喷涂典型的层状结构,组织较为均匀致密,孔隙率在3%左右,氧化物含量较低.涂层平均显微硬度约为351.27 MPa,相对耐磨性达基体7倍以上.涂层在800℃下的热腐蚀动力学曲线呈典型抛物线形式,表面生成NiCr2O4及Cr2O3氧化膜,能够有效阻止腐蚀介质向涂层内部的渗透,使其抗热腐蚀性能远优于基体材料.

不同热喷涂技术制备镍基涂层的摩擦磨损性能

利用超音速火焰喷涂技术和低压等离子喷涂技术,在铜基体上制备镍基涂层,研究涂层在室温下的摩擦磨损特性,探讨涂层的磨损机理。结果表明,HVAF制备的镍基涂层具有较好的耐磨性,主要原因是在涂层中存在Ni3B、M23C6、M7C3等硬质相,其磨损机理为磨粒磨损,而低压等离子喷涂技术制备的镍基涂层组织出现大量的非晶态,硬度低,磨损机理为磨粒磨损和疲劳磨损的综合作用,并以疲劳磨损为主。

喷焊工艺对钛基体镍基涂层显微组织和性能的影响

采用常规喷焊工艺和改进喷焊工艺,在Ti6Al4V合金表面上制备了镍基耐磨涂层,分析了涂层的形貌和合金元素的扩散,测试了涂层的显微硬度,定性地研究了基体和涂层的结合性能。结果表明改进工艺所制备的涂层组织和性能均优于常规工艺的,涂层组织的均匀性大大提高,晶粒得到细化;基体和涂层为明显的冶金结合;涂层显微硬度的变化沿层深方向呈连续性和渐变性,其表层显微硬度高达HV933.2。采用合理的喷焊工艺能够在钛合金表面制备出性能优良的耐磨涂层。

热喷涂与熔覆技术制备镍基涂层的空蚀性能

利用热喷涂和等离子熔覆技术分别制备了镍基涂层,采用SEM、X射线衍射、显微硬度、失重分析法对空蚀前后的涂层进行了对比研究,并在旋转圆盘空蚀实验机上进行了空蚀实验。SEM结果表明,等离子熔覆涂层与基体结合为冶金结合,内部组织致密,缺陷少;热喷涂涂层由堆积的变形粒子组成,与基体多为机械结合,涂层具有层状叠加组织结构,其中孔隙较多。Ni基熔覆涂层表现出较好的耐空蚀性能,其失重量与对比不锈钢接近。X射线衍射分析空蚀后的熔覆涂层表面物相发生了变化,空蚀前后的熔覆涂层截面硬度表明,镍基涂层的在空蚀过程中出现了加工软化。热喷涂涂层由于内部结合力较低,特别容易被空蚀微射流或冲击波过程所破坏。

铜基体上超音速火焰喷涂镍基涂层残余应力分析

采用X射线应力分析技术和曲率法测试了在铜基体上喷制不同成分、厚度的镍基涂层以及改变基体厚度喷制的涂层的残余应力。结果表明,超音速火焰喷涂的镍基涂层残余应力均为压应力,涂层成分、厚度的变化对残余应力均有明显的影响,添加一定量的WC、控制涂层和基体厚度,可获得较大的残余压应力。

WC-Co添加量对激光熔覆镍基涂层微观结构及摩擦学性能的影响

为了使激光熔覆镍基耐磨涂层得到更广泛的应用,通过激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了NiCrBSi/WC-Co镍基涂层,研究了WC-Co添加量对涂层微观结构及摩擦学性能的影响。结果表明:随WC-Co添加量的增加,镍基涂层的结构由枝晶和枝晶间的共晶逐渐向球状晶和块状晶转变,涂层的硬度和耐磨性增加。

含碳化钨硬相镍基涂层耐磨粒磨损性能研究

为了改善沙漠地区用汽车发动机缸套／活塞环系统的抗磨粒磨损性能，延长发动机的使用寿命，对３种含不等量硬质相ＷＣ颗粒的镍基复合涂层的摩擦磨损性能进行了试验研究，并且利用扫描电子显微镜对复合涂层表面进行了观察，在此基础上又对其抗磨粒磨损作用机理进行了分析与讨论，Ｆａｌｅｘ试验结果表明，含ＷＣ硬质相的镍基复合涂层的抗磨粒磨损性能明显地比常用缸套／活塞环材料磷铸铁的好，适用于磨粒磨损十分严重的沙漠地区车辆汽缸／活塞环系统，激光重熔可使Ｍｉ６０＋６０％ＷＣ喷涂涂层形成均匀而致密的金相结构，并有含钨、镍、铬和硅等元素的复合碳化物新相生成，因而能够进一步改善涂层的抗磨粒磨损性能。这类含ＷＣ硬质相的复合涂层抗磨粒磨损性能良好的主要原因有：涂层整体硬度的提高，均匀而致密的金相结构的形成和比较高的硬相。基体结合强度，以及由多种硬相共存构成的良好承载系统。镍基碳化钨复合涂层的摩擦性能与传统材料的没有很明显的差别。

Al_2O_3对高速火焰喷涂镍基涂层抗热疲劳性能的影响

为了提高连铸结晶器的使用寿命和生产效率,利用高速火焰喷涂(HVAF)技术在铜基体上制备了镍基涂层,探讨了喷涂粉末中不同比例的Al2O3对镍基涂层抗热疲劳性能的影响及其机理。结果表明:添加50%Al2O3的镍基涂层,抗热疲劳性能得到了明显的提高;Al2O3颗粒的添加,有效地增加了涂层的压应力,提高了涂层与铜基体之间的结合强度,从而显著地提高了涂层的抗热疲劳性能。

铝青铜表面激光熔覆镍基涂层的组织与磨损性能

为了改善铜合金表面的耐磨性能,利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在铝青铜上制备了镍基涂层。分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及磨损性能。结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,与铝青铜形成了良好的冶金结合;从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的柱状晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡;激光熔覆层磨损量约为铝青铜的1/4,熔覆层耐磨能力的增强归因于熔覆层与铝青铜间良好的冶金结合及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用。

重熔温度对GCr15轴承钢表面感应重熔镍基涂层微观组织性能的影响

目的获得优化后的感应重熔工艺参数,改善GCr15轴承钢表面感应重熔镍基涂层的微观组织性能。方法采用高能火焰喷涂法在GCr15轴承钢基体上预制备Ni60A涂层,并且分别在960、1012、1052℃重熔温度下对预制备的涂层进行感应重熔,获得3种感应重熔镍基涂层,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计对其孔隙率、微观组织、显微硬度等进行了对比研究,探讨了重熔温度对感应重熔涂层微观组织性能的影响,并揭示了涂层的形成机制及增强机理。结果与960、1052℃重熔温度制备的感应重熔涂层相比,1012℃时制备的重熔涂层更加致密,孔隙率仅为0.27%,缺陷数量明显减少,缺陷尺寸明显减小,硬质相数量显著增多,且Ni元素与Fe元素在界面混合交叉密布,形成了强冶金结合的融合区,有利于提高涂层与基体的界面结合强度。此外,该涂层的表面及界面融合区的平均显微硬度均高于其他两种涂层,且硬度极差较小。结论合理地控制重熔温度,能够有效改善感应重熔镍基涂层的微观组织性能,以及涂层与基体的界面结合特性,并提高涂层的显微硬度。

石墨加入量对激光熔覆原位合成TiC／镍基涂层裂纹敏感性的影响

为降低激光熔覆原位合成TiC/镍基涂层的裂纹敏感性,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了石墨加入量对涂层裂纹敏感性的影响。结果表明:通过降低混合粉末中石墨加入量从而减少涂层的碳含量,可以改善涂层组织,降低涂层的裂纹敏感性;当加入的石墨粉与钛粉的质量比为1∶5时,可获得无裂纹涂层。

颗粒增强复合镍基涂层耐磨性的研究

研究了４种不同涂层的耐磨性能，并对涂层形貌、组织、硬质相等进行了分析，结果表明：Ｎｉ６０中添加价格较低的ＦｅＯ５粉末后，涂层耐蚀磨损性能得到改善；随ＷＣ含量的增加，涂层的耐冲蚀磨损的性能也得到提高；而加入硬质颗粒后，其合金粉末涂层的耐磨性却不一定提高．

镍基涂层耐磨损性耐腐蚀性的研究现状

镍基涂层具有良好的耐腐蚀性、耐磨损性和较高的硬度,能满足金属材料在不同工况下的工作要求,在工程领域得到广泛应用,引起不少研究人员的关注。金属材料表面易受到磨损、腐蚀,因此对其表面性能提出了更高要求。综述了不同质量分数的CeO2、10Co4Cr、Si C、WC和Al2O3对镍基涂层耐磨损性、耐腐蚀性的的影响。最后,指出镍基涂层存在的不足,可为以后的应用与发展提供参考。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层和镍基涂层的组织及电化学特性

采用超音速火焰喷涂技术在Q235结构钢基体上制备了Cr3C2-NiCr复合涂层和镍基合金涂层,借助扫描电镜分析了两种涂层的微观组织和形貌。采用电化学研究方法研究了两种涂层在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中的腐蚀性能。结果表明:Cr3C2-NiCr涂层中碳化物分布均匀,层状结构明显,孔隙率为1.6%,镍基涂层中碳化物颗粒较小,也呈均匀分布,孔隙率为1.1%。电化学阻抗谱和极化曲线表明:Cr3C2-NiCr涂层和镍基涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性均较好,镍基涂层的抗腐蚀性能更优。

原位生成VC颗粒增强镍基涂层的热力学分析

利用激光熔覆技术,原位生成VC颗粒增强镍基涂层,用X射线衍射仪对涂层相结构进行分析,应用热力学原理对原位生成VC的热力学过程进行分析。结果表明,VC在约1000 K温度下能够原位生成;原位生成VC颗粒增强相在热力学上是可行的。

激光熔覆镍基涂层多碰失效研究进展

介绍了激光熔覆镍基涂层多碰失效形式及失效特征,综述了激光熔覆镍基涂层的三种制备方法、多碰的实验研究方法。基于激光熔覆涂层多碰的国内外研究进展,对激光熔覆镍基涂层多碰研究提出了方向。寻找小能量多碰抗力的方法,低能量多碰载荷下涂层研究以及更高级的实验分析设备将是未来多碰研究的方向。

等离子熔覆多元镍基涂层-基体的力学性能研究

目的在FV520B不锈钢基体上,采用等离子熔覆技术制备多元镍基涂层,研究不同成分配比涂层-基体协同作用下的力学性能。方法通过扫描电子显微镜分析涂层的表面及界面形貌,并对涂层-基体进行了拉伸及高温压缩性能测试,得到各涂层的抗拉强度及高温变形抗力,对比分析组织、相分布特征及涂层成分对涂层-基体系统力学性能的影响。结果等离子熔覆涂层组织致密,界面处呈现良好的冶金结合,这种结合方式可提高涂层-基体的综合力学性能;涂层-基体协同作用可显著提高材料的抗拉强度及变形抗力,且涂层的成分、组织及相分布特征是影响涂层-基体协同形变行为的关键因素。其中,Ni60+20%Ti涂层材料的抗拉伸性能最好,抗拉强度高达921 MPa,较基体材料提高了19.6%。Ni60+30%Ti+10%WC涂层-基体的高温力学性能最好,高温变形抗力达687.87 MPa。结论等离子熔覆多元镍基涂层使基体材料的抗拉强度有所提高,且高温变形抗力提高显著。

连续高频感应熔覆镍基涂层制备工艺及其性能研究

通过高频感应方法利用运动平台带动制备出长条连续涂层。利用扫描电子显微镜、显微硬度计对涂层进行组织结构和显微硬度分析,研究连续高频感应熔覆镍基涂层的工艺方法和涂层性能。结果表明感应加热前需对涂层预热至200℃,且采用变电流感应加热方法。涂层表面平整,组织均匀细致,涂层和基体之间形成良好的扩散层。

等离子喷涂镍基涂层表面形貌的研究

采用HEPJ-100超音速等离子喷涂系统在Incoloy 800基体上制备Ni60A合金涂层。利用OLYMPUS MODEL GX41F金相显微镜对涂层形貌进行了观察,通过TUKON2500显微硬度计测量涂层和基体的显微硬度。结果表明:喷涂工艺参数对涂层的组织形貌和结合强度有很大影响,其主要影响因素包括喷涂功率、送粉速率、主气流量、喷涂距离。通过试验获得最优的参数,喷涂功率35 k W,送粉速率25 g·min^(-1),主气流量100 L·min^(-1),喷涂距离100 mm。通过试验得到的涂层组织更致密,结合强度好,且涂层硬度明显优于基体。

等离子熔覆镍基涂层抗氧化性能的研究

采用预置式等离子熔覆方法在45钢表面制得Ni60以及Ni60+WC复合涂层,借助扫描电镜、能谱和X-射线衍射仪研究涂层的抗高温氧化性能。结果表明,在氧化膜形成的初期,氧化速率主要由氧的内扩散所控制,在氧化膜形成的后期则以Cr3+的扩散为主;涂层氧化膜的主要成分为SiO2和Cr2O3,其中Ni60+WC涂层表面的氧化膜中还有少量尖晶石结构相NiCr2O4。涂层的抗氧化性由涂层的成分和组织共同决定,WC颗粒的加入对涂层的抗氧化性有所提高。