热喷涂用丝材及其喷涂工艺的研究进展

热喷涂技术是通过喷涂粉末或丝材状态的原材料在基体表面得到具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能的涂层,从而达到对基体的保护作用。热喷涂粉末材料范围广泛,包括金属、非金属和陶瓷等,但是其生产成本高,利用率低,而且涂层沉积速率慢,喷涂设备复杂。相比之下,丝材展现出了很大的优势,一方面丝材生产成本低,材料利用率高,涂层沉积速率快;另一方面,粉芯丝材的出现解决了陶瓷材料难以制成丝状以及实心丝材成分难以调控的问题,极大地促进了丝材喷涂工艺的发展。目前,丝材喷涂工艺主要有电弧喷涂、丝材火焰喷涂以及等离子转移弧喷涂,其中电弧喷涂和火焰喷涂工艺成熟,在喷涂粉芯丝材和实心丝材方面得到了广泛的应用,但是制备的涂层氧化严重,孔隙率高;等离子转移弧喷涂作为新的丝材喷涂工艺,制备的涂层氧化程度小,孔隙率低,涂层质量好。通过研究喷涂过程中丝材熔融机理和熔滴特性来改进喷涂工艺和设计新型喷涂技术成为提高涂层质量两种主要途径。本文综述了近年来热喷涂所用丝材的研究进展,以及涂层的耐腐蚀、耐高温和耐磨损性能;介绍了丝材火焰喷涂、电弧喷涂和等离子转移弧喷涂的优缺点;对喷涂过程中实心丝材和粉芯丝材的熔化和雾化行为以及粒子的形成进行了归纳总结,以期为后续研究新型丝材以及优化丝材喷涂工艺提供理论指导。最后展望了热喷涂用丝材和丝材喷涂工艺的发展方向。

粉芯丝材在表面与再制造技术中的应用

粉芯丝材是材料表面工程和装备再制造技术中常用的一类耗材,通过用金属带材包裹不同类型的填充粉末(如:金属、合金、碳化物、氧化物等)构成,大大扩展了粉芯丝材的成分和应用,也可提高沉积金属层的质量,在许多抗磨、耐蚀热喷涂和焊接工程应用中得到成功应用,其中铁基粉芯丝材由于其较好的经济性应用最广。对粉芯丝在热喷涂和堆焊工程中的典型应用进行简介,实际工程中正确选择粉芯丝材和再制造技术对提高技术水平和产品性能具有重要的意义。

含稀土元素的奥氏体不锈钢型耐腐蚀热喷涂粉芯线材的研究

研制了含稀土元素的奥氏体不锈钢型耐腐蚀热喷涂粉芯线材，并进行了电弧喷涂试验，测试了喷涂层的性能．试验结果表明：涂层具有良好的喷涂工艺性．稀土的加入能提高喷涂层的结合强度及在氧化性介质中的抗腐蚀能力，并能降低孔隙率．

用热喷涂技术防止湿硫化氢应力腐蚀

采用热喷涂技术 ,设计了Al系、Fe-Cr系粉芯丝材涂层共 5种 ,并对其进行了结合强度、氢扩散能力、电化学性能及应力腐蚀性能等系列试验 ,考核其抗湿硫化氢应力腐蚀能力 .通过对各涂层试验结果的对比分析 ,从中筛选出了防护效果最佳的配方 ,并对涂层抗湿硫化氢应力腐蚀的机理进行了讨论 .

曲轴表面改性用金属陶瓷电弧喷涂药芯丝材的研制

采用A l2O3和N iCr-Cr3C2复合粉末两种材料作为填充材料制备了曲轴表面改性用金属陶瓷喷涂药芯丝。分析了涂层显微组织,测试了涂层结合强度和耐磨性能。结果表明,采用A l2O3作为填充材料的药芯丝制备出的涂层中陶瓷相含量高,涂层和基体结合良好。涂层和基体结合强度达到21.23 MPa,抗剪强度达到31.27 MPa。涂层耐磨性好,相同摩擦磨损条件下,磨损失重仅为灰口铸铁试样的1/4。N i3A l和石墨的加入是涂层结合强度高的主要原因。

铝基粉芯线材电弧喷涂工艺参数优化研究

为了使铝基粉芯线材电弧喷涂涂层获得优良的涂层性能,选择涂层孔隙率为判据,通过正交试验和OLYC IA m3金相图像分析系统对铝基粉芯线材电弧喷涂工艺进行了优化,同时采用SprayW atch热喷涂监控系统对喷涂过程中粒子的飞行速度和温度进行了测定.经研究得到了铝基粉芯丝材电弧喷涂的最佳工艺参数.结果表明,影响铝基涂层致密性的工艺因素按主次顺序分别为喷涂气压、喷涂电压和喷涂距离;在所选试验范围内,随气体压力和喷涂电压的增大、喷涂距离的减小,涂层的孔隙率降低;在优化的喷涂工艺参数条件下,铝基涂层最小孔隙率可达1.3%.

电弧喷涂粉芯丝材的研究与应用

简述了电弧喷涂技术的特点和发展。将电弧喷涂与其他热喷涂技术在涂层性能等方面做了对比。概述了电弧喷涂用粉芯丝材的研究和发展现状。展望了这种粉芯丝材在制备金属/陶瓷复合涂层、纳米结构涂层和非晶涂层等方面的应用前景。

Fe基电弧喷涂层的热导率与耐磨性

设计了FeCrAl、FeCrB两种Fe基粉芯丝材,采用XRD、OM、SEM、TEM、激光脉冲热常数测试仪、磨粒磨损试验机等对高速电弧喷涂层的微观组织结构、热导率、耐磨性进行表征,并与工程中常用的3Cr13喷涂层进行对比研究。结果表明,制备的喷涂层较致密,孔隙率低于3.3%。丝材中加入Al、B元素可有效减少涂层中氧化物的生成,而B元素具有更强的除氧效果。氧化物含量低的涂层具有较高的热导率,其中氧化物含量最低的FeCrB涂层室温热导率达8.99 W·m-1·K-1。所设计的FeCrB涂层的显微硬度达到828.3 HV0.1,相对耐磨性为3Cr13涂层的3.7倍。