高频感应熔涂、激光熔覆与氧乙炔喷焊GNi-WC25涂层的性能研究

对比三种不同工艺(高频感应熔涂、激光熔覆、氧乙-炔喷焊)制得的GNi-WC25涂层的性能。结果表明,高频感应熔涂GNi-WC25涂层的表层硬度、耐磨性和耐腐蚀性均优于激光熔覆涂层和氧乙炔喷焊涂层,而且高频感应熔涂涂层表面平整,后续加工量较少。

喷涂距离及氧燃充枪比对爆炸喷涂Cr_(3)C_(2)-25NiCr涂层性能的影响

采用爆炸喷涂技术制备了Cr_(3)C_(2)-25NiCr涂层,采用SEM测试、显微硬度测试、沉积效率测试、弯曲性能表征等手段研究了喷涂距离及氧燃充枪比对Cr_(3)C_(2)-25NiCr涂层性能的影响。结果表明,当喷涂距离为250 mm、氧燃充枪比为45%时,Cr_(3)C_(2)相熔融较为充分,制备的涂层性能最优,孔隙率仅为0.52%,显微硬度达878.6 HV 0.3。涂层沉积效率随喷涂距离增大而降低,随氧燃充枪比增大而上升。喷涂距离及氧燃充枪比对涂层弯曲性能无显著影响。

爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层的微观结构及性能

为了使Cr_3C_2-NiCr涂层能够应用于水力机械表面,采用爆炸喷涂技术在0Cr13Ni4Mo不锈钢基材表面制备了Cr_3C_2-25NiCr涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、金相分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究分析了该涂层的微观形貌、孔隙率、结合强度、显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能等。结果表明:爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层具有高致密结构,平均孔隙率仅为0. 76%,并且其结合强度高达82 MPa;涂层平均显微硬度为1 026 HV2 N,远高于基体;且在相同试验条件下,涂层的磨损量仅为基体的1/72;同时涂层还具有远高于基体的耐腐蚀性能。

高温对爆炸喷涂Cr3C2-25NiCr涂层的氧化行为及性能的影响

采用爆炸喷涂技术在38CrMoAl钢表面制备了Cr3C2-25NiCr涂层,并在700、800及900℃下分别对其进行了热震试验,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究了涂层的高温氧化行为及耐腐蚀性能。结果表明:经过热震试验后,涂层中Cr3C2相逐渐被氧化脱碳成Cr7C3相,NiCr固溶相消失,转化为Cr3Ni2相以及NiCr2O4相,并出现了Cr5O12相,并且涂层因为高温氧化而出现了凹坑、微裂纹等。涂层中因氧化而产生的硬脆颗粒以及微裂纹会导致涂层的耐磨性能明显下降,破碎剥落的颗粒会成为新的磨料加剧磨损,并且涂层中能起到钝化耐腐蚀作用的Cr-O相消失,脆性破裂剥落的孔洞及微裂纹不断增加,会导致涂层的耐腐蚀性能随着热震温度的升高而逐渐降低。在700℃时,Cr3C2-25NiCr涂层具有良好的抗热震性能,随着热震温度进一步提高涂层的氧化行为加剧,抗热震及耐磨性能等明显降低。

氧气流量对TiB_2陶瓷相增强25Ni涂层组织与性能的影响

通过机械合金化球磨方式制备Ti B2硬质相和Co粘结相质量比为3:1的Ti B2-25Ni金属陶瓷复合粉末,采用超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面制备了3种不同氧气流量的Ti B2-25Ni涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射表征涂层的微观组织形貌和物相结构,采用显微硬度计测量涂层硬度值,并对涂层的抗热震性能、耐熔融铝硅腐蚀性能和耐磨粒磨损性能进行研究。结果表明,3种涂层组织致密,呈典型的层状结构;涂层的主要物相均为Ti B2和Ni;3种涂层的显微硬度值分别为(408±87)HV0.3、(513±90)HV0.3和(553±77)HV0.3;经过热震试验发现,氧气流量为462 L/min的试样具有最佳的抗热震性能;经过60 h熔融铝硅腐蚀试验发现,3种涂层试样均具有良好的耐腐蚀性,其中以氧气流量为462 L/min的试样最佳。在磨粒磨损试验中发现,氧气流量为462 L/min的涂层试样的耐磨性比基体提高近6倍。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层的滑动摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备了Cr_3C_2-25%NiCr陶瓷,对涂层的组织结构、显微硬度及在滑动摩擦条件下的失重进行了分析,得出了涂层摩擦因数与时间的关系,对涂层的滑动摩擦磨损机理进行了分析。结果表明Cr_3C_2-25%NiCr涂层致密,孔隙率为0.96%,涂层截面的显微硬度平均值HV_(0.3)为867。涂层稳定的摩擦因数为0.1。初始阶段涂层的磨损主要是磨屑对涂层的磨粒磨损作用,摩擦稳定后涂层的磨损主要是由于相对运动面的磨削作用。

超音速喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层在砂粒-水环境下的磨损行为研究

在模拟的砂砾-水环境下，利用滑动磨损试验研究超音速火焰喷涂（HVOF）制备的Cr3C2-25％NiCr涂层与Al2O3对磨件的摩擦磨损性能。采用扫描电镜、表面轮廓仪对涂层的磨损机理进行了分析。结果表明，随着载荷加大，磨损量呈现先略有减少后迅速增加的趋势。在高载荷下涂层磨损变得严重，主要归因于其磨损机制发生了改变，随着载荷增加，其磨损机制由微切削作用转变为裂纹扩展和剥落。同时发现不同粒径砂粒对涂层的磨损行为具有重要影响，其中280目（粒径为～140μm）砂粒与摩擦副形成协同效应，粒径减少为原始尺寸的1／3。

表面施加氧化物薄膜涂层对Fe25Cr5Al合金高温氧化行为的影响

用电沉积—热解方法在合金表面获得了厚度为０．１～０．５μｍ的单一Ｙ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３或不同Ｙ２Ｏ３含量与Ａｌ２Ｏ３或Ｃｒ２Ｏ３混合的氧化物薄膜涂层（ＯＴＦＣ），研究了在１１００℃，１０４ＰａＯ２的条件下各类ＯＴＦＣ对Ａｌ２Ｏ３形成Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金恒温氧化和循环氧化行为的影响。结果表明：单一Ｙ２Ｏ３和（Ｃｒ＋Ｙ）２Ｏ３（Ｃｒ／Ｙ＝２／１）混合ＯＴＦＣ促进了Ａｌ２Ｏ３层的生长，而含Ａｌ的单一及混合ＯＴＦＣ降低了Ａｌ２Ｏ３的生长速度，效果最显著的是单一Ａｌ２Ｏ３和（Ａｌ＋Ｙ）２Ｏ３（Ａｌ／Ｙ为８．６／１）混合薄膜。含Ｙ的ＯＴＦＣ没能改变Ａｌ２Ｏ３层的“褶皱”和“凸脊”特征，但施加Ａｌ２Ｏ３薄膜的试样却形成了平坦且无凸脊的氧化层。讨论了各种ＯＴＦＣ影响氧化的作用机制并与Ｃｒ２Ｏ３形成合金及产生“活性元素效应”（ＲＥＥ）的其它方式进行了比较。

超音速喷涂Cr_3C_2-25NiCr复合涂层的组织及电化学特性研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在Q235钢表面制备了Cr3C2-25NiCr金属陶瓷涂层,对涂层的显微形貌、组织成分和机械性能进行了研究,结果表明:HVOF制备出的金属陶瓷涂层主要由NiCr、Cr3C2和Cr7C3相组成,涂层致密、硬度高,与基材的结合强度好。实验还测试了涂层和基材在0.5%H2SO4溶液中的腐蚀、电化学行为,阳极极化曲线测试结果显示出涂层在0.5%H2SO4溶液中具有很好的耐蚀性,通过SEM及所配能谱对基材和涂层腐蚀产物形貌和成分进行分析,发现涂层腐蚀主要发生粘结相NiCr合金处,而Ni、Cr氧化物阻止了腐蚀进一步发生,96h浸泡实验也证实了致密的金属陶瓷涂层对基材有很好的抗腐蚀保护作用。

高速火焰喷涂Fe-25Al/11SiC复合涂层性能研究

用高速火焰喷涂方法制备出Fe-25Al/11SiC复合涂层,对涂层的结合强度、抗热震性及温度为650℃时的热腐蚀行为进行研究,并利用扫描电镜和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀前后涂层的表面形貌和相组成进行分析。结果表明:Fe-25Al/11SiC复合涂层组织致密,与基体结合状况良好,且以机械结合为主;该涂层具有较好的抗热震性能;经过150h热腐蚀后,Fe-25Al/11SiC复合涂层腐蚀增重约为基体20钢的1/3,抗热腐蚀性能优异;Fe-25Al/11SiC复合涂层发生的是第二类低温热腐蚀。

AC-HVAF制备Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25NiCr涂层的高温氧化及摩擦磨损行为

为提高热作模具的高温氧化和高温耐磨性能,采用活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)技术于H13钢基体上分别制备了Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25Ni Cr涂层,并对比研究两种涂层的高温氧化和摩擦磨损行为,利用SEM、EDS和XRD分析其组织形貌与结构。结果表明:在800℃循环氧化100 h后,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层比Cr_3C_2-25Ni Cr涂层表面生成的氧化保护膜更致密,并生成大量高温稳定性好的尖晶石相,前者的氧化增重(0.80 mg/cm2)略小于后者(0.87 mg/cm2),说明Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层的抗高温氧化能力略优;在700℃下,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层也具有更低的摩擦因数和磨损率,这归因于γ-matrix相(Co-Ni-Cr固溶体)具有很好的高温强度和热疲劳性能,对碳化物硬质相起到更强的联结支撑作用,提高了涂层的抗剥落能力。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层高温摩擦磨损性能

在两种喷涂参数下,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了两种Cr3C2-25%NiCr涂层,用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)表征粉末和涂层的显微组织,用图像处理软件分析涂层孔隙率,并进行涂层维氏显微硬度测试,对涂层进行高温摩擦磨损试验,分析对比了两种涂层的耐磨性,并探讨了磨损机理。结果表明:两种Cr3C2-25%NiCr涂层的孔隙率和硬度,CrC-1为0.90%和848.1 HV1,CrC-2为0.42%和884.6 HV1,涂层的高温磨损主要为粘着磨损伴有颗粒切削和剥落带来的磨粒磨损,其中CrC-2具有较好的耐磨性。

Cr25Ni20Si2合金表面复合搪瓷涂层的抗热腐蚀研究

在Cr25Ni20Si2合金上制备了施加Ni中间层的复合搪瓷涂层,研究了Cr25Ni20Si2合金、搪瓷涂层及含镍中间层的复合搪瓷涂层在800℃熔融盐(75%Na2SO4+25%NaCl)下的腐蚀行为和腐蚀机理。试验表明合金在孕育期结束后发生灾难性腐蚀,腐蚀机理主要遵从硫化-碱融模式;未镀镍搪瓷涂层主要以直接脱落丧失保护能力,复合搪瓷涂层则以物理减薄方式缓慢失效。搪瓷涂层使合金的抗热腐蚀能力提高了30%,复合搪瓷涂层可使合金抗热腐蚀能力提高100%以上。这种复合搪瓷涂层是有效的抗热腐蚀涂层。

HVOF喷涂Cr_(3)C_(2)-25NiCr涂层和WC-12Co涂层的组织结构及抗磨蚀性能

采用HVOF喷涂技术在水轮机用0Cr13Ni5Mo不锈钢表面分别制备Cr_(3)C_(2)-25NiCr涂层和WC-12Co涂层。利用光学显微镜、显微硬度计、冲击韧性试验机、摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜分析比较了两种涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、冲击韧性、抗磨损性能。结果表明:Cr_(3)C_(2)-25NiCr涂层的孔隙率为0.97%,平均显微硬度为1113 HV,WC-12Co涂层的孔隙率为0.56%,平均显微硬度为1241 HV;WC-12Co涂层的冲击韧性和抗磨蚀性能均优于Cr_(3)C_(2)-25NiCr涂层,涂层的失效主要是砂粒、水、气泡三相流复合磨蚀作用的结果。

A356铝合金表面Al-25Si等离子喷涂层的组织和耐磨性能研究

为了提高A356铝合金表面的耐磨性能,在其表面通过等离子喷涂技术制备了过共晶铝-硅合金Al-25Si涂层,用金相显微镜.XRD,SEM和MM-200磨损试验机等对基体和涂层的组织和性能进行对比分析测试。结果表明;制备的Al-25Si涂层比A356铝合金基体的硬度提高了一倍多,耐磨性得到了很大的改善;基体的磨损机制为严重的粘着磨损,Al-25Si涂层的磨损机制主要以磨粒磨损为主,还有少量的粘着磨损。因此,在A356铝合金表面制备A1-25Si涂层可以显著提高其耐磨性。

喷涂距离对等离子喷涂Cr3C2-25NiCr涂层性能的影响

采用等离子喷涂方法制备Cr_3C_2-25NiCr高温耐磨涂层,采用XRD、SEM和万能试验机等对涂层的显微组织及性能进行了分析。实验结果表明,喷涂距离影响涂层的性能,喷涂距离为100mm时,工作涂层的最大厚度为197.46μm,最大显微硬度达到1470.5HV,且有较高的结合强度和较好的耐磨性能。

Cr_3C_2-25%(Ni,Cr)超音速火焰喷涂层的耐磨及耐蚀性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在奥氏体不锈钢上制备了Cr3C2-25%(Ni,Cr)金属陶瓷涂层。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、高速高温摩擦磨损试验机和电化学分析仪研究了涂层的显微组织、相结构、耐磨损和耐腐蚀性能。结果表明,该金属陶瓷涂层主要由(Ni,Cr)相、Cr3C2和Cr7C3组成,而且致密、硬度高,与基材结合牢固。涂层的高温磨损可分为黏结相切削和随后的碳化物剥落两个阶段,碳化物的剥落对涂层的磨损起主导作用。涂层在3.5%ZnCl2溶液中具有优良的耐蚀性,其腐蚀产物中含Ni、Cr元素而无Fe的氧化物,说明涂层对基体具有良好的保护作用。

HVOF制备改性Cr3C2-25NiCr涂层及其耐蚀性能分析

为了进一步促进Cr3C2-NiCr涂层的应用,采用超音速火焰喷涂制备了改性Cr3C2-25NiCr涂层,并通过显微形貌观察、硬度、结合强度检测及耐中性盐雾和抗SO2腐蚀性能测试等手段对其金相组织、孔隙率、硬度、结合强度和耐蚀性能等进行了表征。结果表明:该涂层结构致密,孔隙率低,硬度高,结合强度好,耐蚀性能大幅度提高。

等离子喷涂团聚型和混合型25NiCr-Cr3C2涂层形成过程及性能研究

利用等离子喷涂技术,分别以团聚型和混合型25NiCr-Cr3C2为原材料制备涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计等分析检测方法和摩擦磨损试验仪,研究了制粒方式对25NiCr-Cr3C2涂层形成过程、组织结构、硬度、孔隙率和常温摩擦损性能的影响,并对磨损机制进行了分析。结果表明:(1)扁平粒子是形成涂层的最基本单元体。团聚型扁平粒子元素分布均匀,而混合型扁平粒子元素分布发生局部富集现象;(2)团聚型涂层硬度、孔隙率和常温摩擦磨损性能均优于混合型涂层;(3)团聚型和混合型涂层磨损行为主要是磨粒磨损和氧化磨损导致的疲劳磨损。

复合涂层对钢结构耐蚀性的影响分析

采用低压等离子喷涂方法,制备了Q345A钢结构的单一Al涂层和Al-25%Cr-5%纳米SiO2复合涂层,并进行了人造酸雨全浸腐蚀和中性盐雾腐蚀的测试和分析。结果表明:低压等离子喷涂Al-25%Cr-5%纳米SiO2复合涂层,能显著提高钢结构的耐蚀性,且耐蚀效果较单一Al涂层好。与未经处理试样相比,喷涂了这种复合涂层的Q345A钢结构经20天人造酸雨全浸腐蚀后的质量损失率降低了91.90%,经10天中性盐雾腐蚀后的质量损失率从15.95%降至2.01%。