共襄盛举 聚首ITSC’2007——访中国表面工程协会副理事长、热喷涂专业委员会理事长黄小欧研究员

热喷涂技术是中国2010年远景规划中列出的支持、鼓劢并大力发展的先进制造高新技术。目前,已有越来越多的行业受益于热喷涂技术。代表了国际热喷涂界最高级别的ITSC’2007国际热喷涂大会将于2007年5月14至16日在北京召开,在此次大会召开前夕,中国表面工程协会副理事长、热喷涂专业委员会理事长黄小鸥研究员接受了《焊接》杂志记者朱琦的独家采访。

涡轮叶片表面自动化制备热障涂层技术研究

设计了涡轮叶片表面热障涂层自动化喷涂系统,编制了喷涂工艺,在涡轮叶片表面制备的热障涂层各项性能满足批产指标要求。应用表明,该系统在复杂型面表面制备涂层的性能及批产过程中涂层质量一致性等优势具有极强的批生产应用价值,值得大力推广应用。

硬质合金钻具表面制备W-DLC薄膜性能研究

利用物理气相沉积(PVD)技术在硬质合金钻具表面制备了掺钨类金刚石薄膜(W-DLC),对薄膜的微观结构、形貌以及硬度、弹性模量和膜层附着性等力学性能进行了测试及分析,并在钛、铝为夹层材料的复合纤维增强层叠板上进行了批量钻孔应用验证。结果表明,在硬质合金钻具上所制备的WDLC薄膜膜层的结构均匀致密,表面较光滑,膜层中含有较多的sp3键,其硬度和弹性模量较高,同时膜层的附着性可以达到HF1级。批生产应用表明,在进口返磨钻具表面制备的W-DLC薄膜的使用寿命获得了极大的提高。

轴承表面钨掺杂类金刚石薄膜性能研究

利用物理气相沉积技术在圆柱滚子轴承表面制备钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜,通过试验考核了Cr4Mo4V高温轴承表面W-DLC薄膜的均匀性和断油条件下的减摩耐磨特性。结果表明:薄膜层间以及膜层与基体之间结合力不小于55 N;与未镀膜的基体表面相比,镀膜后表面的摩擦因数降低了70%,磨损量减少了约80%;经过30 min断油试验后镀膜轴承表面W-DLC薄膜仍保持完整,可继续使用,未镀膜轴承滚道表面出现烧蚀斑块、点状剥落,滚子表面出现较大的剥落坑与划痕等缺陷。

液相等离子喷涂涂层研究进展

悬浮液等离子喷涂(SPS)和溶液前驱体等离子喷涂(SPPS)采用悬浮液或溶液前驱体替代传统等离子喷涂中的粉末材料,可制备出由大量细小粒子组成的具有纳米结构及独特性能的涂层,近年来,引起了广泛关注。本文以SPS和SPPS涂层应用方向为线索,介绍了SPS和SPPS涂层研究进展,并与传统等离子喷涂制备的涂层性能进行对比,展示了SPS和SPPS涂层的优点和应用价值。

LHVOF超音速喷涂技术在工业关键零部件上的新应用及思考

热喷涂技术是中国"十一五"计划和2020年远景规划中要大力发展的先进制造技术。文中着重介绍利用LHVOF(liquate high velocity oxygen flame)超音速喷涂技术在工业关键零部件上的新应用。同时对比国外热喷涂技术的现状,提出对中国热喷涂应用今后发展趋势的一些思考。

悬浮液等离子喷涂热障涂层研究进展

悬浮液等离子喷涂(SPS)解决了纳米尺度粉末输送困难的问题,在热喷涂领域得到了快速发展。介绍了悬浮液等离子喷涂的原理和特点,综述了不同工艺条件对热障涂层结构的影响:降低弧电压的波动可以提高SPS工艺的可控性;降低喷枪功率、降低悬浮液浓度、增大喷涂距离,可实现涂层由垂直裂纹结构向柱状晶结构的演变;降低表面粗糙度可提高柱状晶的均匀性;溶剂为乙醇、溶质粒度分布合理的悬浮液更容易获得柱状晶结构。总结了SPS制备热障涂层产生垂直裂纹结构和类柱状晶结构的机理,认为在相同表面粗糙度下,熔滴尺寸和切向速度是影响涂层结构的关键。SPS-8YSZ涂层的隔热性能和热循环性能较好,具有良好的应用前景。

溶液前驱体等离子喷涂涂层微观结构影响因素研究

溶液前驱体等离子喷涂技术(SPPS)是以溶液前驱体替代常规等离子喷涂中的粉末,通过在等离子射流中形成细小陶瓷粒子,并沉积在基体上制备出具有独特结构涂层的新技术。溶液前驱体注入位置、溶液前驱体流量和喷涂距离显著影响涂层微观结构。分析表明:通过减小溶液前驱体注入位置、降低溶液前驱体流量可以保证更高比例溶液前驱体在等离子射流中发生充分反应,提高了涂层致密度。减小喷涂距离使更多在等离子射流中形成的陶瓷粒子以熔融态沉积在基体上,形成孔隙尺寸小及垂直裂纹密度高的YSZ涂层。

电火花强化过程中两极间质量过渡规律

电火花强化过程中旋转的电极 (阳极 )向基体材料 (阴极 )过渡 ,并与基体材料发生冶金反应 ,形成新的合金强化层。通过对强化过程中两极重量变化的测定 ,获得了不同电极材料间的过渡规律及其MTC值 ;还发现存在着基体材料向电极过渡现象。对不同厚度强化层表面主要化学成分的定量分析 ,发现大部分电极材料向基体方向过渡。但两极材料的冶金学特性对其过渡过程影响很大。

电火花堆焊修复电厂蒸汽轮机壳体

采用电火花堆焊工艺成功修复了山东某电厂蒸汽轮机壳体密封面 ,取得了较好的经济效益。

DZ9000E型移动式超音速火焰喷涂系统的研制

与氧煤油超音速火焰喷涂系统相比,DZ9000E型氧燃气超音速火焰喷涂系统的开发更侧重于降低涂层的成本以及适应不同工况中现场使用的可移动性。DZ9000E型手持式喷涂枪上配有双气阀手柄、送粉开关及压缩/冷却气阀,为用户提供轻便、简捷的操作模式。整机价格便宜及运行成本低使这一系统更适应国内中小客户喷涂中低价位HVOF涂层的需求。采用DZ9000E系统喷涂WC-12Co涂层具有良好的涂层性能,平均显微硬度可达1000HV0.2左右,涂层与基体间的结合强度超过53MPa。

溶剂类型对液相等离子喷涂涂层性能影响

溶液前驱体等离子喷涂(SPPS)和悬浮液等离子喷涂(SPS)采用溶液前驱体或悬浮液替代传统大气等离子喷涂中的喷涂粉末,可制备出由大量细小粒子组成的具有纳米结构及独特性能的涂层。本文以溶液前驱体和悬浮液的溶剂类型为线索,介绍了采用SPPS和SPS技术制备YSZ、Al2O3、Ti O2涂层的研究进展。

粒子飞行速度对热障涂层结构和性能影响

采用常规等离子喷涂(APS)和超音速等离子喷涂(SAPS)两种工艺制备了热障涂层,研究表明:两种等离子射流中粒子表面温度相近,SAPS工艺中粒子飞行速度达到430m/s,比APS工艺(200m/s)粒子飞行速度提高1倍。由于SAPS工艺中等离子射流速度高,熔融粒子在等离子射流中产生雾化形成尺寸较小粒子,伴随粒子撞击基体的速度提高,增加了熔融粒子撞击基体能量,在基体上形成厚度薄和飞溅少的"板条",加强了"板条"与基体或"板条"与"板条"间结合,消除了APS工艺制备的热障涂层中典型层状结构,使热障涂层结合强度和抗热震性能分别提高40%和1倍。