Research on automatic high velocity arc spraying technique and metastable coating materials

Into the 21st century, remanufacturing engineering has been accepted by more and more people in China. Remanufacturing is an industrial maintenance technology for worn or waste electro-mechanical products using advanced technology, which means the high-level stage for the maintenance and surface engineering. In this paper, a new automotive high velocity arc spraying system was introduced. And three kinds of advanced amorphous and nanocrystalline metastable coatings were developed, including Fe, Ni and Al-based amorphous and nanocrystalline composite coatings. Their research development and applications were introduced. And the development trends of high velocity arc spraying system and advanced metastable surface protective coating materials on the remanu- facturing engineering were indicated.

自动化高速电弧喷涂技术再制造发动机曲轴

研究开发了基于六自由度关节式机器人的自动化高速电弧喷涂系统。采用新研制的FeAlNbB喷涂粉芯丝材,设计优化了发动机曲轴轴颈的再制造自动化喷涂工艺,在实验室条件下测试了涂层的组织及性能,在工厂进行的批量应用效果表明,曲轴主轴颈和连杆轴颈均可实现一次性自动化喷涂,再制造的零件质量稳定,节能、节材及环保效果显著,应用前景广阔。

高速电弧喷涂技术在装备维修与再制造工程领域的研究应用现状

高速电弧喷涂技术是一种优质、高效、低成本的再制造工程关键技术,综述了高速电弧喷涂技术的发展,及其分别在汽车发动机再制造、装备钢结构件防腐、火电厂锅炉管道受热面防护领域的研究应用现状,并展望了高速电弧喷涂技术在维修与再制造工程中的发展趋势。

高速电弧喷涂在工程机械零部件再制造领域中的应用现状

在分析工程机械典型零部件失效模式的基础上,介绍了几种高性能电弧喷涂涂层的性能和应用背景,综述了高速电弧喷涂在防腐、采油装备、抽油泵柱塞、电站锅炉设备及汽车发动机等几个重要工程领域的研究应用现状,进而展望了高速电弧喷涂技术在工程机械零部件再制造产业的发展趋势,对再制造工程在工程机械产业中推广有一定的指导意义。

自动化电弧喷涂1Cr18Ni9Ti-Al复合涂层在废旧发动机缸体再制造中的应用

研究了自动化高速电弧喷涂的系统组成。采用了双丝电弧喷涂方法,即喷涂时电源一端电极接1Cr18Ni9Ti不锈钢丝,另一极接Al丝,制备了1Cr18Ni9Ti-Al复合涂层;对形成的复合涂层进行了性能分析,与手工喷涂层进行对比分析表明,自动化电弧喷涂层比手工喷涂层均匀、致密、残余应力小。采用该技术再制造的斯太尔发动机缸体性能优异,满足了使用要求。

高速电弧喷涂再制造曲轴用复合涂层的设计与研究

为提高再制造曲轴的涂层性能和使用寿命,设计了FeAlCrNi/3Cr13、Ni95Al/3Cr13和1Cr13/3Cr13的3种复合涂层和不喷涂过渡层的3Cr13涂层,利用扫描电镜、能谱仪和微动摩擦磨损设备等测试技术分析了4种涂层的微观组织和微区成分组成,研究了喷涂不同过渡层对复合涂层结合强度的影响,重点考察了FeAlCrNi/3Cr13复合涂层的耐磨性能.结果表明,FeAlCrNi/3Cr13复合涂层组织致密,孔隙率约3.2%,氧化物含量低,涂层平均结合强度达到46.6 MPa,复合涂层在高载荷油润滑摩擦条件下的耐磨性能远高于基体45钢.FeAlCrNi/3Cr13复合涂层可以应用到高速电弧喷涂再制造修复曲轴产业中.

电弧喷涂非晶纳米晶复合涂层材料研究

FeCrBSiNb非晶纳米晶复合涂层和FeAlNbB金属间化合物非晶纳米晶涂层均由非晶和纳米晶两相结构组成,涂层结合强度高,摩擦磨损性能等明显优于传统耐磨涂层,在机械金属零件的再制造修复领域应用前景广阔。

可用于热作模具再制造的非晶纳米晶涂层技术

通过扫描电镜、X射线衍射和DSC热分析试验等手段,考察了热喷涂非晶纳米晶涂层的组织结构、物相组成和相变点,并对其结合强度、高温硬度和磨粒磨损及冲蚀磨损性能进行测试。结果表明,本电弧喷涂材料制备的涂层结合强度为62.54 MPa,与基体有很强的结合力,具有明显的冶金结合特征;涂层常温硬度大于1 050 HV,620℃高温硬度高达1 250 HV,呈现出极好的高温红硬性;非晶涂层相对耐磨性为Q235钢的22.34倍,30°冲蚀磨损为Q235钢的6.33倍。

提高高速电弧喷涂再制造曲轴涂层结合强度的途径

分析了再制造发动机曲轴表面涂层结合强度低的原因,介绍了机器人自动化高速电弧喷涂技术、各种涂层重熔技术、高速电弧喷枪改进技术及复合梯度涂层材料设计在提高高速电弧喷涂再制造曲轴涂层结合强度中的应用。

高速电弧喷涂耐磨涂层性能研究

将低碳马氏体和3Cr13＋AlRE伪合金高速电弧喷涂层进行了性能和组织结构的对比分析。实验结果表明，与伪合金涂层相比，低碳马氏体涂层呈现出更优异的力学性能、耐磨性能和机械加工性能。该涂层可用于发动机曲轴等零件的再制造。

基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术

材料制备与成形一体化技术是装备再制造关键技术之一。对于一些难以合成及加工成形的材料,采用高速电弧喷涂粉芯丝材的方法,通过喷涂弧区的快速、动态冶金过程,同步实现新材料的合成与成形,即在再制造快速成形过程中实现新材料的合成与制备。这一技术一方面可通过新材料设计,制备出赋予零件防腐蚀、耐磨损、耐高温等性能的涂层体系,另一方面它突破了热喷涂技术只能制备薄涂层传统观念,在开展制造零件用的快速成形材料方面也具有良好的研究空间。基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术在舰船钢结构长效防腐、电站锅炉管道防护、装备零件成形制造与再制造等领域具有良好的应用前景。