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Al/Ni-WC复合涂层高温抗氧化性能与扩散分析
1
作者 李德元 孙继博 +2 位作者 李光全 张楠楠 祝成 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第2期197-204,共8页
【目的】碳钢因其较差的抗氧化性能,在高温工况下的使用受到了严格限制。Ni-Al金属间化合物由于具有较高的熔点和较好的高温抗氧化性能,在实际工业领域应用众多。针对含有Ni-Al金属间化合物的涂层,研究其高温抗氧化涂层的进一步应用,提... 【目的】碳钢因其较差的抗氧化性能,在高温工况下的使用受到了严格限制。Ni-Al金属间化合物由于具有较高的熔点和较好的高温抗氧化性能,在实际工业领域应用众多。针对含有Ni-Al金属间化合物的涂层,研究其高温抗氧化涂层的进一步应用,提高碳钢的高温使用寿命,拟在碳钢表面制备Ni-Al反应改性涂层。【方法】采用超音速火焰喷涂在碳钢基体上制备Ni-WC涂层,随后在其上利用电弧喷涂制备Al涂层,在800℃不同时间扩散处理下使得涂层内的Ni-Al发生反应,以得到金属间化合物并增强其高温抗氧化性能。通过记录氧化增重曲线测试涂层的高温抗氧化性能。【结果】在高温氧化过程中Al/Ni-WC复合涂层在Al/Ni界面处原位生成了富铝的Ni-Al金属间化合物。Al/Ni-WC涂层经800℃扩散处理过程中,首先形成富Al的NiAl 3,且其表面Al原子与大气中的氧原子反应形成了Al_(2)O_(3)。随着反应时间的延长,在Al/Ni界面形成的NiAl 3相转变为抗高温氧化能力更优异的Ni_(2)Al_(3)相,两种Ni-Al金属间化合物本身具有高熔点和高温抗氧化性能,且在Al/Ni-WC复合涂层表面形成的Al_(2)O_(3)减缓了氧原子的扩散过程。Al/Ni-WC复合涂层试件的扩散层厚度随着扩散处理时间的延长呈现类似线性增长趋势。经800℃扩散处理后,Al/Ni-WC涂层中NiAl 3层的增厚速率较快,且在加热10 h后原位反应生成了更厚的Ni_(2)Al_(3)层。经800℃扩散处理20 h后,经过原位反应得到了比NiAl 3层稍厚一些的Ni_(2)Al_(3)层。由于Ni_(2)Al_(3)层熔点更高且更稳定,因而经过800℃扩散处理后的Al/Ni-WC涂层具有更好的高温抗氧化能力。经900℃/50 h扩散处理后的Al/Ni-WC涂层经循环氧化后存在陶瓷相Al_(2)O_(3)、WC和NiAl相,在陶瓷相和NiAl相的共同作用下呈现较好的高温抗氧化性能。测得不同扩散时间下Al/Ni-WC涂层的扩散层厚度,得到了Ni和Al之间的扩散关系式,其扩散反应动力指数为0.79045,复合涂层对碳钢基体的保护作用明显提高。【结论】在氧化过程中形成的Ni-Al金属间化合物、Al_(2)O_(3)膜与涂层中原有WC相的共同作用下碳钢基体的高温抗氧化性能得到了明显提升。通过氧化增重实验可知,在Ni层中增加陶瓷相以后,金属-陶瓷复合涂层的高温抗氧化能力明显优于碳钢基体,因而对碳钢基体的保护效果更好。 展开更多
关键词 电弧喷涂 超音速火焰喷涂 碳钢 原位生成 Al/Ni-WC复合涂层 Al/Ni界面 高温抗氧化性能 Ni-Al金属间化合物
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A100钢表面粗糙度与HVOF碳化钨涂层结合强度 被引量：10
2
作者 王长亮 高俊国 汤智慧 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期937-942,共6页
采用超音速火焰喷涂方法在AerMet100钢(A100钢)基体上制备了WC10Co4Cr涂层,研究了不同喷砂条件对AerMet100钢表面粗糙度变化及对涂层与基体结合强度的影响.之后将涂层使用化学方法退除,观察涂层制备对AerMet100钢基体表面状态的影响,分... 采用超音速火焰喷涂方法在AerMet100钢(A100钢)基体上制备了WC10Co4Cr涂层,研究了不同喷砂条件对AerMet100钢表面粗糙度变化及对涂层与基体结合强度的影响.之后将涂层使用化学方法退除,观察涂层制备对AerMet100钢基体表面状态的影响,分析了粗糙度与涂层结合强度之间的关系.结果表明:AerMet100钢基体不同吹砂工艺产生的表面粗糙度Sa=0.994～4.983μm时,超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的结合强度均不低于72MPa.喷涂涂层过程对基体表面状态没有较大影响:基体粗糙度Sa<2μm时,喷涂后,基体表面的粗糙度略有降低;基体粗糙度Sa>3μm时,喷涂后,基体粗糙度略有升高.超音速火焰喷涂的碳化钨钴涂层与AerMet100钢基体的结合同时存在物理与机械力结合,以前者为主要结合力. 展开更多
关键词 AERMET100钢 超音速火焰喷涂 结合强度 表面粗糙度 碳化钨 热喷涂
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超音速等离子与HVOF喷涂WC-Co涂层的冲蚀磨损性能研究 被引量：31
3
作者 王海军 蔡江 韩志海 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期50-54,共5页
用超音速等离子喷涂(HEPJet)和两种进口高速氧燃气火焰喷涂(HVOF)设备(JP-5000和DJ-2700)制备WC-Co涂层,进行了孔隙率、显微硬度、结合强度及30°和90°攻角的冲蚀磨损对比实验,分析了涂层的SEM磨损形貌。结果表明,超音速等离... 用超音速等离子喷涂(HEPJet)和两种进口高速氧燃气火焰喷涂(HVOF)设备(JP-5000和DJ-2700)制备WC-Co涂层,进行了孔隙率、显微硬度、结合强度及30°和90°攻角的冲蚀磨损对比实验,分析了涂层的SEM磨损形貌。结果表明,超音速等离子喷涂WC-Co涂层综合性能与JP-5000喷涂WC-Co涂层相当,优于DJ-2700;在30°冲蚀磨损条件下,WC-Co涂层的失效行为表现为疲劳剥落和微切削两种特征;在90°冲蚀磨损时,涂层的失效主要是垂直表面的磨粒冲击力导致涂层疲劳剥落。 展开更多
关键词 超音速等离子喷涂 高速氧燃气火焰喷涂 WC-CO涂层 冲蚀磨损
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HVOF喷涂Co基WC涂层的耐锌腐蚀行为 被引量：8
4
作者 李德元 谢天男 +1 位作者 尹雁冬 黄娣 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2013年第4期385-389,共5页
为了提高热镀锌用辊件的耐腐蚀性,试验采用超音速火焰喷涂方法制备WC-12Co涂层,研究了涂层在450℃锌液中的耐腐蚀性能以及失效机制.将316L/WC-12Co涂层进行液锌腐蚀,以扫描电镜能谱分析、x-射线衍射方式分析对比了未经过腐蚀试件、腐蚀... 为了提高热镀锌用辊件的耐腐蚀性,试验采用超音速火焰喷涂方法制备WC-12Co涂层,研究了涂层在450℃锌液中的耐腐蚀性能以及失效机制.将316L/WC-12Co涂层进行液锌腐蚀,以扫描电镜能谱分析、x-射线衍射方式分析对比了未经过腐蚀试件、腐蚀5天试件、腐蚀10天试件的组织变化和相组成,结果显示涂层基体Co受液锌腐蚀生成Co与Zn化合物,引发横向裂纹,导致涂层剥落.涂层全部剥落后保护失效,使母材被液锌直接严重腐蚀,最终生成锌渣FeZn13. 展开更多
关键词 辊件 碳化钨 超音速火焰喷涂 涂层 液锌腐蚀 热镀锌 横向裂纹 失效机制
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HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及滑动磨损机理 被引量：5
5
作者 陈小明 周夏凉 +6 位作者 吴燕明 伏利 赵坚 王莉容 毛鹏展 赵鹏 马红海 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期119-123,共5页
目的研究WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损性能及机理。方法在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层。分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、显微组织,并测试了其硬度、结合强度、孔隙率及在560 r/min和... 目的研究WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损性能及机理。方法在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层。分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、显微组织,并测试了其硬度、结合强度、孔隙率及在560 r/min和1120 r/min转速下的滑动磨损性能。结果涂层的显微硬度为1325HV0.2,结合强度为72 MPa。涂层组织致密,孔隙率为0.76%。在560 r/min下磨损10h,涂层与基体的磨损失重比为1:138.36;在1120 r/min下磨损10 h,涂层与基体的磨损失重比为1:127.44。结论在滑动摩擦磨损的初期,涂层的磨损失效机制主要表现为磨粒磨损。随着滑动速度的增大,涂层的磨损失效机制主要表现为疲劳磨损。 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂 WC-10Co4Cr涂层 显微硬度 耐磨性能
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HVOF喷涂Ni基涂层性能的研究 被引量：4
6
作者 李方坡 王引真 王纬 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2006年第4期25-27,31,共4页
采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了3种镍基涂层,并对涂层的性能进行测试。结果表明:烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度达44.6MPa、显微硬度963.8HV,均明显优于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层;Ni包C涂层孔隙率最高,达5.4%,并含有许... 采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了3种镍基涂层,并对涂层的性能进行测试。结果表明:烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度达44.6MPa、显微硬度963.8HV,均明显优于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层;Ni包C涂层孔隙率最高,达5.4%,并含有许多的未熔软质相;涂层中的镍起粘结作用,能显著提高涂层的结合强度和显微硬度;起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度。 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂(hvof) NI基涂层 涂层性能
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HVOF喷涂Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层的磨粒磨损性能 被引量：8
7
作者 纪岗昌 王豫跃 +1 位作者 李长久 园家启嗣 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期89-92,共4页
探讨了氧气流量、燃气流量和喷涂距离三个喷涂工艺参数对HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层硬度和磨粒磨损性能的影响。结果表明 ,燃气流量、氧气流量和喷涂距离对涂层的显微硬度和磨粒磨损性能的影响规律有所不同。在较高的燃气流量、适中的氧气... 探讨了氧气流量、燃气流量和喷涂距离三个喷涂工艺参数对HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层硬度和磨粒磨损性能的影响。结果表明 ,燃气流量、氧气流量和喷涂距离对涂层的显微硬度和磨粒磨损性能的影响规律有所不同。在较高的燃气流量、适中的氧气流量和喷涂距离条件下 ,涂层具有较高的显微硬度 ;而氧气流量和燃气流量对涂层的磨粒磨损性能影响较大 ,适中的燃气流量条件下 ,涂层的磨粒磨损失重量较低 ,高的氧气流量条件下 ,磨损失重量显著增加。涂层的硬度与磨损性能无明确的相关关系。对涂层不同磨损区域的表面形貌研究表明 ,犁沟切削是涂层磨粒磨损初期的主要特征 ,而碳化物的断裂与剥落是影响涂层磨粒磨损寿命的主要问题。 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂 Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层 磨粒磨损
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基于正交回归实验设计方法的HVOF喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层磨粒磨损性能的研究 被引量：9
8
作者 纪岗昌 王豫跃 +1 位作者 李长久 圆田启嗣 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2001年第2期12-15,29,共5页
基于正交实验设计方法 ,系统试验研究了氧气流量、燃气流量和喷涂距离对超音速火焰喷涂 Cr3C2 Ni Cr涂层磨粒磨损性能的影响 ,获得了喷涂工艺条件与涂层磨粒磨损失重量的定量关系和最佳的喷涂工艺参数 ,并进行了实验验证。结果表明 :氧... 基于正交实验设计方法 ,系统试验研究了氧气流量、燃气流量和喷涂距离对超音速火焰喷涂 Cr3C2 Ni Cr涂层磨粒磨损性能的影响 ,获得了喷涂工艺条件与涂层磨粒磨损失重量的定量关系和最佳的喷涂工艺参数 ,并进行了实验验证。结果表明 :氧气流量、燃气流量和喷涂距离对涂层磨粒磨损性能具有交互影响。其中燃气流量和氧气流量的影响较为显著 。 展开更多
关键词 正交回归试验设计 超音速火焰喷涂 CR3C2-NICR涂层 磨粒磨损 定量关系 喷涂工艺参数
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真空热处理对热障涂层寿命及静态氧化行为的影响
9
作者 王攀 苏庆 +3 位作者 王喆锦 段士昌 毛高翔 霍达 《热加工工艺》 北大核心 2025年第5期147-153,共7页
分别采用大气等离子喷涂技术和超音速火焰喷涂技术在GH2747合金表面制备粘结层,采用大气等离子喷涂技术制备陶瓷层。通过等温热循环和高温静态氧化试验研究了不同工艺粘结层的热循环寿命及热生长氧化物层的生长情况。结果表明:使用超音... 分别采用大气等离子喷涂技术和超音速火焰喷涂技术在GH2747合金表面制备粘结层,采用大气等离子喷涂技术制备陶瓷层。通过等温热循环和高温静态氧化试验研究了不同工艺粘结层的热循环寿命及热生长氧化物层的生长情况。结果表明:使用超音速火焰喷涂制备的粘结层致密度大于大气等离子喷涂技术制备的粘结层,经过1050℃×2 h真空热处理后,粘结层表面形成了0.3~0.4μm厚的Al_(2)O_(3)膜。对比高温静态氧化后的粘结层组织成分和热生长氧化物层厚度得出,粘结层表面预先形成连续致密的α-Al_(2)O_(3),可以有效减缓氧气的流入,降低热生长氧化物层的生长速率,抑制混合氧化物过早的生成。致密结构的粘结层内部的氧化速率更慢,超音速火焰喷涂制备的粘结层抗氧化性强于大气等离子喷涂技术制备的粘结层。在热循环过程中,热生长氧化物层增厚和混合氧化物生成是导致涂层失效的主要因素,粘结层抗氧化性能越好,涂层的热循环寿命越大。 展开更多
关键词 热障涂层 真空热处理 高温氧化 等离子喷涂 超音速火焰喷涂
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WC晶体结构特征对HVOF喷涂纳米结构WC-CoCr涂层组织及性能的影响 被引量：9
10
作者 王大锋 马冰 +3 位作者 陈东高 马良超 刘红伟 吴进明 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期88-97,共10页
为提高纳米结构WC-CoCr涂层的综合力学性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备纳米结构和超细结构WC-CoCr涂层。探讨了不同晶体特征的WC粉末对颗粒飞行和沉积变形过程的脱碳行为、涂层微观组织及力学性能的影响。结果表明:含有高密度位... 为提高纳米结构WC-CoCr涂层的综合力学性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备纳米结构和超细结构WC-CoCr涂层。探讨了不同晶体特征的WC粉末对颗粒飞行和沉积变形过程的脱碳行为、涂层微观组织及力学性能的影响。结果表明:含有高密度位错的超细WC粉末在喷涂过程中发生了严重的氧化脱碳,形成了大量的W2C相,涂层孔隙率较大,断裂韧性显著降低。而含有显著孪晶的纳米WC颗粒具有抑制WC脱碳和增强涂层断裂韧性的作用,纳米结构涂层呈现低脱碳率、高致密性、高硬度和高断裂韧性的优良综合性能。 展开更多
关键词 WC-CoCr涂层 WC晶体结构特征 超音速火焰喷涂 脱碳机理
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20钢基体表面HVOF硬质合金涂层电接触强化后的组织和性能研究
11
作者 张敬权 顾伟生 +1 位作者 王亚林 朱世根 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第18期116-118,共3页
采用超音速火焰喷涂技术,在20钢表面制备WC-12Co涂层并对其进行电接触强化实验。通过金相显微镜观察试样的显微组织与形貌,利用维氏显微硬度仪分析显微硬度的分布特征,采用试样剪切法表征基体与涂层的结合强度。结果表明,经电接触强化后... 采用超音速火焰喷涂技术,在20钢表面制备WC-12Co涂层并对其进行电接触强化实验。通过金相显微镜观察试样的显微组织与形貌,利用维氏显微硬度仪分析显微硬度的分布特征,采用试样剪切法表征基体与涂层的结合强度。结果表明,经电接触强化后,涂层表面缺陷明显减少,涂层致密,涂层与基体间过渡区不明显,出现冶金结合状态。强化后涂层硬度总体上升,涂层与基体的结合强度显著提高。 展开更多
关键词 电接触强化 hvof 涂层
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喷涂角度对内孔HVOF制备纳米WC-10Co4Cr涂层组织及抗泥沙冲蚀性能的影响 被引量：6
12
作者 张磊 曹文菁 +3 位作者 霍嘉翔 张凯 PANDEY Roshan 陈小明 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期52-58,共7页
采用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂(HVOF)技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,研究了45°和90°两种内孔喷枪的喷涂角度对涂层组织和性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了不同喷涂... 采用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂(HVOF)技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,研究了45°和90°两种内孔喷枪的喷涂角度对涂层组织和性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了不同喷涂角度下涂层的物相组成和微观组织,通过金相显微镜和维氏硬度计测定了涂层的孔隙率和显微硬度,利用粗糙度仪和光学轮廓仪表征了涂层表面的粗糙度及三维形貌,并利用冲蚀磨损试验机对比研究了基材与涂层的抗泥沙冲蚀性能。结果表明:45°和90°两种内孔喷枪所制备纳米WC-10Co4Cr涂层主要成分均为WC、W_(2)C和非晶态CoCr合金相,小角度喷涂易导致条状孔隙缺陷的产生。两组涂层的孔隙率均随喷涂角度的减小而增大;显微硬度随着喷涂角度的降低而下降,两组涂层均在垂直喷涂时达到最高硬度值,分别为1313 HV_(0.2)和1383 HV_(0.2);表面粗糙度随着喷涂角度的减小而升高;抗泥沙冲蚀性能随喷涂角度的增大而提高,两组涂层均在垂直喷涂时获得最高的抗冲蚀性能,分别是基材的7.12倍和5.39倍。内孔HVOF在40°以上的喷涂角度下所制备涂层可保持较好的组织性能,适合工件狭小内空间的喷涂强化。 展开更多
关键词 纳米WC-10Co4Cr涂层 超音速火焰喷涂(hvof) 内孔喷枪 喷涂角度 微观组织 显微硬度 泥沙冲蚀
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基于替代电镀硬铬的WC增强金属复合涂层疲劳性能的研究现状
13
作者 黄春杰 张正茂 +5 位作者 雒晓涛 廖先金 徐雅欣 王进剑 裴华平 李文亚 《精密成形工程》 北大核心 2024年第7期205-214,共10页
传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,... 传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,研发出了基于高温熔化-凝固技术的物理气相沉积、超音速火焰喷涂以及激光熔覆技术,这在绿色制备航空工业用耐磨耐蚀涂层上表现出了一定的应用前景,并表现出了比传统电镀硬铬更长的疲劳寿命,但其仍存在内应力过高而开裂、粉末氧化或相变导致疲劳性能下降等一系列关键问题。近年来,冷喷涂涂层技术作为先进环保的新技术,凭借其低温固态沉积特性在制备金属基复合涂层上展现出了显著的冶金优势,其中冷喷涂涂层的残余压应力有助于提高零件的疲劳性能。此外,从起落架防护涂层沉积到其修复再制造环节,冷喷涂技术均可参与其中。因此,作为固态沉积工艺的冷喷涂,其在替代传统电镀铬的新型涂层制备工艺方面具有显著的应用潜力,未来的研究将集中于优化冷喷涂涂层材料和工艺上,以进一步提高其力学性能和疲劳性能。 展开更多
关键词 电镀硬铬 超音速火焰喷涂(hvof) 激光熔覆沉积(LCD) 冷喷涂(CS) 疲劳性能
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超声速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层对TC11钛合金耐磨性和耐蚀性的影响
14
作者 张玉霖 杨阳 +4 位作者 卢涛 杨中娜 崔丽颖 王添逸 徐志刚 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期68-74,共7页
采用超声速火焰喷涂(HVOF)工艺,在随钻仪器零件常用材料TC11钛合金表面制备金属陶瓷涂层WC-10Co4Cr,利用冲击试验机测量喷涂前后钛合金的冲击韧性,使用磨粒磨损试验机测定涂层的耐磨性,采用电化学测试分析涂层的耐蚀性。结果表明:HVOF... 采用超声速火焰喷涂(HVOF)工艺,在随钻仪器零件常用材料TC11钛合金表面制备金属陶瓷涂层WC-10Co4Cr,利用冲击试验机测量喷涂前后钛合金的冲击韧性,使用磨粒磨损试验机测定涂层的耐磨性,采用电化学测试分析涂层的耐蚀性。结果表明:HVOF工艺对TC11钛合金的组织和性能影响较小,与未喷涂的钛合金相比,界面处基体的显微组织和显微硬度没有明显变化,冲击韧性稍有提高;HVOF工艺稳定可靠,涂层呈片层结构,致密度高,涂层的孔隙率为2.55%,硬度达到1400 HV,涂层主要由WC和W2C相组成,其与基体结合良好,为机械结合;金属陶瓷涂层能够显著改善钛合金的耐磨性和耐蚀性,喷涂涂层钛合金的磨损量是未喷涂钛合金的1.56%,喷涂涂层钛合金的磨损机制是磨粒磨损,未喷涂涂层钛合金磨损机制是磨粒磨损+黏着磨损。 展开更多
关键词 TC11钛合金 随钻仪器零件 超声速火焰喷涂(hvof) WC-10Co4Cr涂层 组织与性能 磨损
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氧气/燃料比对超音速火焰喷涂WC-Ni涂层抗冲击性能的影响 被引量：2
15
作者 张书姣 朱小鹏 +2 位作者 苑菁茹 奚恒恒 雷明凯 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期193-200,222,共9页
目的研究超音速火焰喷涂工艺参数对WC-12Ni硬质合金涂层抗冲击性能的影响。方法依据氧气/燃料比(λO/F)调节工艺参数,以λO/F=1.1为基准点,分别固定氧气流量811 L/min、降低煤油流量,或者固定煤油流量22.7 L/h、增大氧气流量,均使λO/F... 目的研究超音速火焰喷涂工艺参数对WC-12Ni硬质合金涂层抗冲击性能的影响。方法依据氧气/燃料比(λO/F)调节工艺参数,以λO/F=1.1为基准点,分别固定氧气流量811 L/min、降低煤油流量,或者固定煤油流量22.7 L/h、增大氧气流量,均使λO/F增至1.2和1.3,制备了5组涂层,分析涂层组织及力学性质的变化规律,研究柱-面接触大载荷冲击下的涂层抗冲击行为。结果λO/F对涂层组织及力学性质的影响并非已报道的单调变化规律。固定氧气流量、降低煤油流量使λO/F由1.1增至1.3时,涂层孔隙率由0.91%增至1.24%,硬度和弹性模量分别由10.1、344.0 GPa降至8.6、313.9 GPa;冲击坑体积由2.1×10^(-3)增至3.3×10^(-3)mm^(3),且损伤微观特征由WC颗粒剥落向涂层开裂发展。当固定煤油流量、增加氧气流量使λO/F由1.1增至1.3时,孔隙率降至0.85%,硬度和弹性模量分别增至10.8、382.5 GPa,冲击坑体积增至2.6×10^(-3)mm^(3),直到λO/F=1.3时涂层表面开始出现裂纹。结合涂层硬度和弹性模量分析结果可知,在H3/E2≤8.4 MPa时,涂层发生开裂损伤,裂纹长度随着H3/E2的增加而减小。在H3/E2>8.4 MPa时,涂层损伤以WC颗粒剥落为主,且随着H3/E2的增加而减轻。高H3/E2可提高涂层的抗冲击性能,当H3/E2由6.4 MPa增至8.7 MPa时,坑体积和WC剥落程度分别降低了36%、35%。结论超音速火焰喷涂WC-Ni涂层的H3/E2定量表征了其抵抗塑性变形和开裂的能力,决定了涂层的抗冲击性能。 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂 氧气/燃料比 WC-Ni涂层 力学性能 抗冲击性能
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FeCoNiCrCu高熵合金涂层对复合铸造Al/Mg双金属组织和性能的影响 被引量：2
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作者 徐远财 蒋文明 +3 位作者 李庆晴 牛言清 余令辉 樊自田 《精密成形工程》 北大核心 2024年第3期115-122,共8页
目的研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD... 目的研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD衍射仪、维氏硬度测试仪和万能试验机对Al/Mg双金属界面微观组织和力学性能进行测试和分析。结果未喷涂高熵合金涂层的Al/Mg双金属界面由共晶层和金属间化合物层组成,断裂位置主要位于金属间化合物层,裂纹从Al_(3)Mg_(2)扩展至共晶层结束,具有典型的脆性断裂特征,剪切强度仅为30.37MPa。当高熵合金涂层厚度为5μm时,Al/Mg双金属形成了Al_(3)Mg_(2)+Mg_(2)Si/AlxFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu+Al-Mg-Co-Ni混合相/δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的复杂界面,断裂发生在高熵合金层与δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的交界处,断裂面产生了一定程度的塑性变形,剪切强度为48.46MPa,相对于无涂层的Al/Mg双金属提高了59.56%。当高熵合金涂层厚度为20μm时,铝侧生成了AlxFeCoNiCrCu高熵合金,镁侧则只生成了少量Mg-Ni-Cu混合相,断裂发生在高熵合金涂层与镁基体交界处,剪切强度为39.69 MPa。结论高熵合金涂层可以有效阻碍Al、Mg元素之间的扩散,从而显著抑制或完全阻止Al-Mg脆性金属间化合物的产生,大幅度降低界面层厚度。金属间化合物的减少和混合相对裂纹扩展的阻碍作用显著提高了Al/Mg双金属界面的剪切强度。 展开更多
关键词 FeCoNiCrCu高熵合金涂层 Al/Mg双金属 超音速火焰喷涂 复合铸造 微观组织 力学性能
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高速低温喷涂气固作用行为及喷涂系统研究进展
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作者 马式跃 刘梅军 +1 位作者 杨冠军 李长久 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期101-114,共14页
高速低温喷涂是利用固相或含固相的低温粉末在高速度、高动能作用下碰撞基体表面沉积的喷涂方法,具有氧化轻微、结合牢固、组织致密、综合力学性能优异等潜在优势,在高性能金属或金属基复合材料涂层制备、增材制造和零件损伤修复等领域... 高速低温喷涂是利用固相或含固相的低温粉末在高速度、高动能作用下碰撞基体表面沉积的喷涂方法,具有氧化轻微、结合牢固、组织致密、综合力学性能优异等潜在优势,在高性能金属或金属基复合材料涂层制备、增材制造和零件损伤修复等领域获得广泛关注。以粉末低温高速碰撞沉积过程为主线,凝练现有冷喷涂和低温超音速火焰喷涂两种具体工艺的共性特征,阐明喷涂气流与粉末颗粒的气固两相交互作用规律,分析出合理调控颗粒温度和速度是改善沉积体性能的关键。其次分析高速低温喷涂设备系统的构成,详细讨论各核心部件的结构设计策略及对气固流动行为的影响,总结出通过调整工艺参数与喷枪结构,可以实现颗粒温度和速度的按需控制。最后,对高速低温喷涂工艺及设备系统发展目前尚存的关键问题进行展望。总结如何通过喷涂参数与装置设计,最终达成调控沉积体性能的目的,有助于深入理解高速低温喷涂的沉积机理,对研制高性能的喷涂设备系统具有参考意义。 展开更多
关键词 高速低温喷涂 固相 冷喷涂 低温超音速火焰喷涂 设备系统
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高速火焰喷涂VC-CuNiCr涂层的耐腐蚀性能
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作者 SINGH Vikrant BANSAL Anuj +1 位作者 SINGLA Anil Kumar KUMAR Vijay 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期1385-1397,共13页
本研究采用高速火焰喷涂(HVOF)沉积技术,将碳化钒(VC)和铜镍铬(CuNiCr)复合涂层应用于SS316不锈钢上,以解决不锈钢在海洋环境中的腐蚀问题。在室温环境下,在3.5%氯化钠溶液中进行电化学腐蚀,通过扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS... 本研究采用高速火焰喷涂(HVOF)沉积技术,将碳化钒(VC)和铜镍铬(CuNiCr)复合涂层应用于SS316不锈钢上,以解决不锈钢在海洋环境中的腐蚀问题。在室温环境下,在3.5%氯化钠溶液中进行电化学腐蚀,通过扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)对有涂层和未覆涂层样品的表面形貌进行检测。结果表明,涂层内由铜(Cu)、镍(Ni)和铬(Cr)组成的金属间黏合剂在氯化钠介质的影响下发生变质,从而导致出现衬底间的局部点蚀现象。有趣的是,在涂层配方中加入碳化钒(VC)显著地增强了表面的耐腐蚀性能,从而阻止了密闭腐蚀凹坑的出现。在不同类的涂层中,加入VC的效果最好,最小的腐蚀速率为72.38×10^(-3)mm/a,相比之下,SS316基底的腐蚀速率最快。 展开更多
关键词 高速火焰喷涂 碳化钒 铜镍铬 电化学腐蚀 氯化钠溶液
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双硬质相材料Cr_(3)C_(2)-WC-NiCoCrMo热喷涂工艺研究
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作者 周伍喜 史顺亮 +2 位作者 向新 黄维 雷勇 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期103-109,共7页
采用团聚-烧结法制备了双硬质相材料Cr_(3)C_(2)-WC-NiCoCrMo热喷涂粉末,并利用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了涂层,研究了粉末微观结构和热喷涂氧燃比(λ)对涂层显微组织和性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,喷涂粉末的松装密度... 采用团聚-烧结法制备了双硬质相材料Cr_(3)C_(2)-WC-NiCoCrMo热喷涂粉末,并利用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了涂层,研究了粉末微观结构和热喷涂氧燃比(λ)对涂层显微组织和性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,喷涂粉末的松装密度和流动性增加,微观结构趋于致密;在热喷涂氧燃比固定为1.09的条件下,当喷涂粉末的烧结温度为1 295℃时,制备的涂层综合性能较好,显微硬度为(1 135.8±40.7)HV_(0.3),孔隙率为1.1%±0.1%;在喷涂粉末的烧结温度固定为1 295℃的条件下,当热喷涂氧燃比为1.0时,制备的涂层综合性能最好,其显微硬度为(1 145.8±39.6)HV_(0.3),沉积效率为48.8%,孔隙率为1.0%±0.1%。 展开更多
关键词 热喷涂材料 Cr_(3)C_(2)-WC-NiCoCrMo粉末 烧结温度 超音速火焰喷涂 氧燃比 显微硬度 孔隙率
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启闭机活塞杆表面超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的性能 被引量：10
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作者 赵坚 陈小明 +3 位作者 吴燕明 王莉容 伏利 马红海 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期71-75,共5页
采用超音速火焰热喷涂技术在启闭机活塞杆材料40Cr钢表面制备WC-10Co-4Cr涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段对涂层的基本性能进行了研究并与基材的性能进行了对比分析。结果表明:涂层的... 采用超音速火焰热喷涂技术在启闭机活塞杆材料40Cr钢表面制备WC-10Co-4Cr涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段对涂层的基本性能进行了研究并与基材的性能进行了对比分析。结果表明:涂层的显微硬度为1 330HV0.3是基体的3.9倍,摩擦因数小于基体,其耐磨性能达到基体的145倍,涂层的耐腐蚀性能较基体也有大幅提高,并且涂层致密度高孔隙率低于0.45%,与基体之间的结合强度高于70.37MPa。将涂层应用于活塞杆表面可以大幅提高其表面性能,特别是耐磨性能及耐腐蚀性能,使得活塞杆的使用寿命提高为常用电镀铬的3倍以上。 展开更多
关键词 超音速喷涂 WC 涂层 启闭机 活塞杆
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