热喷涂氧化铝_碳化钨涂层性能研究
喷涂碳化钨涂层
喷涂碳化钨涂层在碳化钨中，碳原子嵌入钨金属晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙固溶体，因此也称填隙（或插入）化合物。
碳化钨可由钨和碳的混合物高温加热制得，氢气或烃类的存在能加速反应的进行。
若用钨的含氧化合物进行制备，产品最终必须在1500℃进行真空处理, 以除去碳氧化合物。
碳化钨适宜在高温下进行机械加工，可制作切削工具、窑炉的结构材料、喷气发动机、燃气轮机、喷嘴等。
图（1）喷涂碳化钨涂层专用的北京耐默JP8000设备钨与碳的另一个化合物为碳化二钨，化学式为W2C，熔点为2860℃，沸点6000℃,相对密度17.15。
其性质、制法、用途同碳化钨。
.采用HVOF喷涂钴基炭化钨合金粉末或镍基炭化钨合金粉末还有铬基炭化钨合金粉末硬度可以达到HV1200耐高温850度,使阀门零部件,耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化。
超过手工堆焊、渡铬、渗碳、调质、工艺，可使生产效率提高2倍以上，生产费用降低50%以上，使用寿命可延长数十倍。
图（2）采用JP8000喷涂碳化钨涂层后的零件图（3）碳化钨涂层磨加工后碳化钨涂层喷涂零部件实例：闸板、阀座、阀心、柱塞、球体、法兰、阀杆超音速JP8000 WC-17C0喷涂的作用及特点一、喷涂原理采用高温热源，使粉末材料熔化，高速喷涂到工作表面，形成具有特殊性能涂层的工艺。
二、应用领域耐磨、防腐、隔热、造纸；铁路、机械、汽车、钢铁、石油、化工、印刷、航空航天、电力煤碳。
三、作用及特点1、应用热喷涂工艺，可以针对材料机件表面性能不同要求，采用相应的材料，使喷涂后的机件表面性能发生大的转变。
2、可使工件获得极好的耐磨耐腐、耐热隔热，绝缘等基材不具备的特性，延长使用寿命数倍至数十倍。
3、在节省大量优质材料的同时，发挥出常规及其它特殊省处理不可比拟的优良性能。
4、由于工件获得优越使用性能，可节省材料及零配件库存量，大大降低停机率，提高经济效益。
等离子喷涂氧化铝涂层界面状态和结合性能的研究
表 1 Ni20Cr 粉末的主要化学成分( w) %
Ni
Cr
Si
Fe
78-82
18-22
＜ 0. 9
＜ 1. 0
收稿日期: 2011 － 10 － 14
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材料开发与应用
2012 年 6 月
等离子喷涂在普莱克斯公司生产的 3710 型 等离子喷涂系统上进行，使用 SG100 型喷枪，送 粉方式为内送粉。拉伸试验在 INSTRON-5587 型 材料试验机上进行，将固化后的对偶试样在万能 材料试验机上拉伸，直至断裂。涂层的界面状态 观察分别采用 OLYMPUS GX71 型金相显微镜和 和 Quanta 600 型扫描电镜。 1. 2 试样制备
σth = Ec ( αs -αc ) △T 其中，Ec 是 涂 层 材 料 的 弹 性 模 量，αs 和 αc 分别是基材和涂层的热膨胀系数。显然，当基材 热膨胀系数越小，热失配应力就越小，当 αs ＜ αc 时，甚至会产生有利于涂层结合的压应力。 表 4 是四种基材热膨胀系数、导热系数和比 热容的值。由表 4 可以看出，纯铜的导热系数最 大，因而熔滴沉积瞬间传递给基材的热量最快，同 时其比热容最小，因此造成对应基材的温升最高 ( △T) ，加上其热膨胀系数 αs 较大，因而产生的热 失配应力最大; 6061 铝合金的导热系数仅次于纯 铜，但其比热容最大，导致其基材升温较小( △T) ， 抵消了其热膨胀系数最大对热失配应力的不利影 响，综合起来 6061 铝合金上涂层的热失配应力应 小于纯铜且高于 45 钢和 TC4 钛合金。
等离子喷涂是把金属或陶瓷粉末送入高温 的等离子弧焰流，将粉末粒子加热至熔融或半熔 融状态并以 高 速 率、高 动 能 撞 击 在 工 件 表 面，通 过碰撞变形铺展、快速冷却并凝固沉积而形成涂 层的一种表面改性技术。作为重要的热喷涂技 术之一，等离 子 喷 涂 是 近 年 来 研 究 最 多、发 展 最 快的一种热喷涂技术。由于等离子焰流具有高 温和高速的特点，特别适用于喷涂难熔的陶瓷涂 层。等离子喷涂陶瓷涂层技术能有效地把金属 材料的强韧性、可加工性和导电导热性等和陶瓷 的耐高温、耐磨损、耐腐蚀、电绝缘等特点结合起 来，同时满足机械产品对结构性能 ( 强度、韧性 等) 和环境性能( 耐磨、耐蚀、耐高温、电绝缘等) 的需求，获得相当理想的复合材料结构。但是等 离子喷涂涂层工件的一个突出问题，是在服役过 程中容易发生分层剥离、裂纹、胀起等失效，这不 仅与涂层 / 基材的界面状态有关，还与残余应力 密切相关。涂层的界面状态和残余应力直接影 响着涂层的结合强度，与涂层材料( 类型、性质) 、 涂层结构、喷涂工艺( 喷砂、预热、工艺参数等) 、 基材( 形状、尺寸、物性参数等) 等诸多因素有关， 目前国内主要集中于对各种喷涂材料的喷涂工 艺及涂层性能的研究，本文研究了相同喷涂工艺 下基材类型对氧化铝陶瓷涂层界面状态、残余应 力以及结合强度性能的影响规律，这对改善涂层 质量，提高涂层使用寿命具有实际意义。
热喷涂高温抗氧化耐磨损涂层的研究
热喷涂高温抗氧化耐磨损涂层的研究池来俊,樊自拴,肖旭东,吴旭,孙冬柏表面技术[摘要]为研究涂层的耐磨损性能与高温抗氧化性能,制备一种低成本的NiCoCrAlYW热喷涂粉末,与已经产业化的CoCrAlYTa热喷涂粉末进行比较。
对2种热喷涂粉末进行了XRD、SEM、EDS分析,自制热喷涂粉末颗粒呈块状,颗粒度为180~320目。
用等离子喷涂工艺制备涂层,自制NiCoCrAlYW热喷涂粉末的沉积效果比商品热喷涂粉末好。
对2种涂层进行了组织形貌分析、XRD物相检测及能谱分析。
在高温抗氧化、DTA/TG热重差热分析实验中, 2种涂层表现出良好的抗氧化性。
在磨损实验中,自制热喷涂粉末喷涂涂层的磨损率与商品热喷涂粉末制备的涂层比较接近。
在硬度检测中,CoCrAlYTa涂层显微硬度为800HV左右,NiCoCrAlYW涂层的显微硬度低于前者,但是不影响其耐磨损性能。
[关键词]MCrAlY;等离子喷涂;抗氧化;磨损率0引言喷涂材料MCrAlY具有优异的抗高温氧化性能,广泛应用于航空、航天、冶金等领域[1-3]。
为进一步提高涂层的抗氧化能力,延长其使用寿命,在MCrAlY中添加一些改变涂层抗氧化及耐热腐蚀性能的元素(Si、Ti、Ta、W、Co、Mo)的研究[4]一直在不断地进行,其中,最具有代表性的是MCrAlYTa。
这种热喷涂粉末喷涂后所形成的涂层具有良好的抗高温氧化性、韧性和抗热疲劳强度性能。
由于Ta非常昂贵,尝试用其他元素替代Ta,且能提高涂层的高温强度值得研究。
Co在市场上比Ni昂贵,本文中的热喷涂粉末制备将用Ni代替部分Co,用W代替Ta,制备出新型的NiCoCrAlYW喷涂热喷涂粉末,采用等离子喷涂工艺制备涂层,并检测涂层的性能。
1实验1. 1喷涂材料市场购买Co、Ni、Al、Cr、Y2O3、W等原料,制备一种低成本的NiCoCrAlYW喷涂材料,热喷涂粉末颗粒在180~320目之间。
实验选用商品化的CoCrAlYTa作为比较,自制热喷涂粉末与商品热喷涂粉末的主要化学成分如表1所示。
喷涂铝板研究报告(一)
喷涂铝板研究报告(一)喷涂铝板研究报告1. 概述•喷涂铝板是一种应用广泛的建筑材料，具有轻便、耐腐蚀、耐候性强等优点。
•本报告旨在对喷涂铝板的研究现状和发展趋势进行概述，并提出相关建议。
2. 喷涂铝板的制备方法•喷涂铝板的制备方法包括机械喷涂、静电喷涂和熔融喷涂等。
•机械喷涂是最常见的喷涂铝板制备方法，通过高速旋转的气雾喷涂枪将涂料均匀喷涂在铝板表面。
•静电喷涂利用静电吸引力将涂料粒子吸附在铝板表面，形成均匀的涂层。
•熔融喷涂则是将涂料熔化后喷涂在铝板上，形成均匀的涂层。
3. 喷涂铝板的应用领域•喷涂铝板广泛应用于建筑装饰、汽车制造、船舶工业等领域。
•喷涂铝板可以用于建筑外墙、屋顶、天花板等室内外装饰，提供美观且耐用的表面。
•在汽车制造领域，喷涂铝板可以用于车身外壳、车顶等部位，减轻整车重量，提高燃油效率。
•在船舶工业中，喷涂铝板可用于船体制作，具有良好的耐腐蚀性能，延长船舶使用寿命。
4. 喷涂铝板的研究进展•近年来，喷涂铝板的研究得到了广泛关注，涉及到涂料选择、涂装工艺、涂层性能等方面。
•一些研究聚焦于开发环保涂料，以减少对环境的影响。
•其他研究关注涂装工艺的改进，以提高喷涂铝板的涂层质量和粘附力。
•此外，一些研究还探索涂层对喷涂铝板耐候性、耐腐蚀性等性能的影响。
5. 喷涂铝板的发展趋势•喷涂铝板在建筑领域的需求不断增长，逐渐向高端市场扩展。
•未来，喷涂铝板的发展趋势可能包括创新涂料技术、自洁性能的改进、涂装工艺的智能化等。
•同时，随着环境保护意识的增强，环保涂料的研发和应用也将成为发展的重要方向。
•提高涂料研发的投入，开发更环保、高性能的涂料，满足市场需求。
•加强涂装工艺的研究，提高涂层的附着力和耐候性。
•推动喷涂铝板的应用创新，开发更多具有特殊功能的喷涂铝板产品。
•加强学术界与工业界的合作，共同推动喷涂铝板领域的发展。
以上为喷涂铝板研究报告的基本框架。
在实际报告中，可以根据具体研究内容进一步展开并提供更详细的数据和论证。
碳化钨喷涂涂层特点
碳化钨喷涂涂层特点涂层制备的特点：1、焰流速度非常高，一般是音速的5倍。
2、喷涂粉末的速度也非常高，的可达2000米/秒。
3、涂层高度致密，结合强度高，气孔率能小于1%，结合强度可大于70Mpa。
4、涂层材料氧化程度低。
失碳少，涂层硬度高。
5、粉末颗粒在高速焰流中获得了极大的动能，对基材和已沉积颗粒的撞击效果显著北京勤合科技公司而且沉积颗粒中只有一小部分粒子存在液/固相凝固和收缩过程，绝大多数为固相变形，涂层中生成有利于提高涂层可靠性的压应力。
6、某些特定材料，满足修复场合，北京勤合科技。
7、高速的撞击和强烈的变形使材料的晶格产生畸变，增加了材料的活性，从而增加了与相邻的颗粒或基体材料生成物理结合的可能，涂层的可靠性极高。
8、工件不变形。
操作流程：客户提供零件，我们进行喷涂加工，完成后客户验收。
应用领域，主要从事陶瓷涂层、目前为电力、钢铁、水泥等企业提供集防护涂层、个性化防护方案设计、工程技术服务一体的综合防护解决方案。
服务客户涉及航空航天、石油化工、造纸印刷、包装、电子、交通运输等多个领域。
服务范围包括各种轴类、泵阀、密封环、溅射靶材、瓦楞辊、各类阀门、轧辊、风机叶轮、拉丝塔轮等高耐磨产品等零部件及构件的耐磨、耐高温、耐腐蚀、导电、绝缘等多种涂层的热喷涂。
耐磨、防腐、隔热、造纸；铁路、机械、汽车、钢铁、石油、化工、印刷、航空航天、电力煤碳。
等离子喷涂热障涂层和电绝缘涂层：如ZrO2、A12O3涂层等。
等离子喷涂金属氧化物耐磨涂层:如Cr2O3、Al2O3/Ti涂层等，用于泵类柱塞、密封环、轴套、导丝辊等。
超音速喷涂耐磨耐蚀涂层：如WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3c2，碳化物，碳化钨喷涂，wc喷涂等，用于汽轮机叶片、风机叶轮、阀体、阀座等。
制备高温辐射涂层：特种金属氧化物涂层制备的特点：1、焰流速度非常高，一般是音速的5倍。
2、喷涂粉末的速度也非常高，的可达2000米/秒。
3、涂层高度致密，结合强度高，气孔率能小于1%，结合强度可大于70Mpa。
等离子喷涂氧化铝涂层性能研究的开题报告
等离子喷涂氧化铝涂层性能研究的开题报告一、选题背景和意义氧化铝具有良好的电绝缘性、高热稳定性和阻燃性，因此被广泛应用于电子、光学、摩擦材料、磨料材料等领域。
而喷涂是制备氧化铝涂层的一种常见方法。
喷涂方法中，等离子喷涂具有高质量的涂层、良好的附着性和致密性、适用范围广等优点，因此备受研究和应用团体的青睐。
本研究旨在利用等离子喷涂技术制备氧化铝涂层，并对其力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等性能进行研究，为氧化铝涂层的应用提供更为可靠且完整的技术支撑。
二、研究内容及方案1. 等离子喷涂氧化铝涂层的制备利用等离子喷涂技术制备氧化铝涂层。
在常规喷涂设备上，制备不同厚度和不同性质的氧化铝涂层。
2. 氧化铝涂层的表征利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、显微硬度计和耐蚀性测试仪等设备，对氧化铝涂层的形貌、结构、力学性能和耐蚀性能进行表征。
3. 氧化铝涂层的性能测试对氧化铝涂层进行力学性能、耐磨性和耐蚀性等性能测试，分析氧化铝涂层的性能与制备参数之间的关系，并优化制备工艺。
三、预期研究成果1. 实现等离子喷涂氧化铝涂层的制备，为氧化铝涂层的应用提供新方法。
2. 深入研究氧化铝涂层的表征和性能测试方法，为涂层性能评估提供可靠的理论基础。
3. 发现氧化铝涂层的制备参数与性能之间的关系，并优化制备工艺以使涂层性能更为优异。
四、拟采用的研究方法本研究采用的主要研究方法包括：1. 等离子喷涂技术制备氧化铝涂层；2. 利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、显微硬度计和耐蚀性测试仪等设备，对氧化铝涂层的形貌、结构、力学性能和耐蚀性能进行表征；3. 对氧化铝涂层进行力学性能、耐磨性和耐蚀性等性能测试；4. 分析氧化铝涂层的性能与制备参数之间的关系，并提出制备工艺的优化方案。
五、研究进度计划1. 第一阶段（前3个月）熟悉等离子喷涂技术，查阅相关研究文献，制备氧化铝涂层。
2. 第二阶段（中间3个月）对制备的氧化铝涂层进行表征和性能测试，分析其性能与制备参数之间的关系。
超音速火焰喷涂碳化铬-碳化钨涂层的制备与性能分析
Vol.39,No.2 2021年2月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization©试验研究超音速火焰喷涂碳化锯-碳化铸涂层的制备与性能分析舒琴，何建洪，丁晋，高芸，熊勇（中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，贵阳550014）摘要：碳化銘■-碳化鸽涂层属于碳化物类耐磨涂层，最高使用温度可达7009。
超音速火焰喷涂技术已广泛应用在碳化物类耐磨涂层的制备中。
本文通过超音速火焰喷涂制备碳化辂-碳化鸽涂层，通过扫描电镜、XRD能谱对比分析超音速火焰喷涂碳化俗-碳化鸽涂层的优势，并检测超音速火焰喷涂碳化辂-碳化铸涂层的显微组织、显微硬度、拉伸结合强度；结合Image Pro Plus软件和金相对比法，检测涂层的孔隙率；分析超音速火焰喷涂工艺参数对涂层的组织、硬度、结合强度的影响，为超音速火焰喷涂碳化洛-碳化铸涂层提供喷涂工艺参数和性能指标。
关键词：超音速火焰喷涂；碳化钻■-碳化鸽涂层；耐磨涂层；工艺参数中图分类号：TG178文献标识码：A文章编号：1008-9500（2021）02-0003-03DOI:10.3969/j.issn.l008-9500.2021.02.002Analysis on Preparation and Properties Of high Velocity Sprayed WC-CrC CoatingsSHU Qin,HE Jianhong,DING Jin,GAO Yun,XIONG Yong(AECG-Guizhou Liyang Aero-engin Corp.,Guiyang550014,China)Abstract:The WC-CrC coatings is wear resistance coating of carbide class,it's highest application temperature can be reached700°C.High velocity oxy-fuel(HVOF)technology has been widely used in preparation wear resistance coating of carbide class.In this paper,WC-CrC coatings were prepared by HVOF,and the advantages of supersonic flame spraying WC-CrC coatings were compared and analyzed by scanning electron microscope and XRD energy spectrum,and the microstructure,microhardness and tensile bonding strength of HVOF WC-CrC coatings were tested;the porosity of the coating was detected by combining the Image Pro Plus software and the gold contrast method;the influence of HVOF process parameters on the structure,hardness and bonding strength of the coating was analyzed,and the spray process parameters and performance indicators were provided for HVOF WC-CrC coatings・Keywords：HVOF;WC-CrC coating;wear resistance coating;technological parameter热喷涂技术是利用高速气流将涂层材料加热到熔融或半熔融状态，以一定速度喷射沉积到工件表面的一种增材制造技术，用于提高零件表面的耐腐蚀、耐高温、耐磨损、强度等性能，热喷涂技术有火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等方法，大量应用在航空航天、汽车、石油化工和复合材料等领域叫随着喷涂技术的不断发展，其逐渐衍生出超音速火焰喷涂、高能等离子喷涂、冷喷涂等技术，超音速火焰喷涂技术起源于20世纪80年代初期，因其独特的喷枪和喷嘴结构，焰流速度大于1500mm/s,喷涂时粉末轴向送入高速焰流，将粉末粒子加热至熔融或半熔融状态以近800mm/s 的磁撞击工件表面，适宜制备易氧化的涂层。
热喷涂技术制备碳化钨涂层的研究现状和发展趋势
。
性 能 和 抗 氧 化性 能 等 而 被 广泛 的应 用 在 工 热 喷 涂 领 域 的 进 步 ， ＨＶＯ Ｆ可 以 大 幅 度 提 １ ０ Ｃ ｏ ４ Ｃ ｒ 涂 层 的硬 度 较 硬 铬 镀 层 的 硬度 得
程领域 中 。 热喷涂碳化钨 ／ 钴 硬 质合 金 高 热 喷 涂 涂 层 的 结 合 强 度 。 因此 ＨＶＯＦ 技 到 显 著 提 高 ， ＷＣ 一１ ０ Ｃｏ ４ Ｃ ｒ 涂 层 的耐 磨 损 作为 耐磨 损 涂 层 ， 由于 其 良好 的 硬度 和 韧 性 术 对 提 高 涂 层 的 抗 热 疲 劳 性 能 有 很 大 贡 性 能 得 到 显 著 提 高 ； 耐 腐 蚀 实 验 表 明 ＷＣ一 广 泛 地 应 用 于工 程 领 域 － ４ Ｊ 。 热 喷涂 碳 化 钨 献 。 ０ Ｃ ｏ ４ Ｃｒ 具 有 较 高 的耐 腐 蚀 性 能 ， 具 有 良 因 此 采 用 ＨＶＯＦ 技 术 制 备 Ｗ Ｃ涂 层 并 １
复合 涂 层 。 ＨＶＯ Ｆ技 术 制 备 的 Ｗ Ｃ涂 层 具
化钨涂层的研 究现状和发展 。 并 介 绍 各 种 Ｎｉ Ｃ ｒ Ｂ Ｓ ｉ ＋ ３ ５ ＷＣ 涂层 具 有 非 常 良好 的抗 高 有 良好 的 耐 磨 损 性 能 。 采 用 超 音 速 火 焰 喷 其 中Ｗ Ｃ — ｌ ７ Ｃ Ｏ 涂 技术在钢基体上制备ＷＣ —ＣＯ 涂 层 并 对 热 喷 涂 工 艺 制 备 的 碳 化钨 涂 层 的性 能 与 研 温 氧 化性 能 和 耐 冲蚀 性 能 。 究 发展 现 状 。
热喷涂氧化铝、碳化钨涂层性能研究
石
油
化
工
设
备
Ｐ ＥＴＫＣ ＣＨＥＭ Ｉ 卜 ＣＡＩ ＱＵＩ Ｅ ＰＭ ＥＮＴ
Ｖｏ１ ９ Ｓ ．号 ：１ ０ — ４ ６ ２ １ ） 刊 卜０ ０ ４ ０ ０７６ （０ ０ 增 ０ １０
２ Ｉａ ． ｎｐｅ ｃ ｏ ｏｇ ｅ ｍｉｅ ｃ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｉ ｓ Ｌｉ ｔ ｄ， Ｌａ ｈ ３ ７ ｎｚ ｏｕ ７ ００ ０， Ｃｈ ｎａ ｉ ）
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超音速火焰喷涂碳化钨钴合金涂层对橡胶密封件的磨损研究_孙继勇
试验件数量 活塞杆涂 (镀 )层种类 涂 (镀 )层厚度 密封种类 试验环境条件
3件 (编号 1、2、3) H VOF- W C-10Co4Cr涂层
25 Lm 两道/ O0形密封圈
常温
3件 (编号 4、5、6) 常规含氰镀铬镀层
25 Lm 两道 / O0形密封圈
常温
充填介质
Ò类工业用氮气 /GB8980-88 YH-10航空液压油 /SH 0358-95
技术处于起步阶段, 对具有 HVOF喷涂碳化钨钴合金
为了真实地模拟橡胶密封件对 HVOF喷涂碳化钨
涂层的活塞杆类零件与非金属密封件之间的磨损缺乏 钴合金涂层和传统的含氰镀铬镀层的磨损情况, 选取
实际的研究。为探索 HVOF喷涂碳化钨钴合金涂层与 典型的起落架缓冲 支柱实 际使用 状态进 行磨合 试验,
面开展联合研究。 一汽集团技术中 心主任 李骏表 示, 此次联 合成立 实验
室, 旨在适应汽车 工业的 迅速发 展, 充分发 挥一汽 技术中 心和中科院兰州化 物所在 科学研 究、成果转 化和技 术创新 中的联合优 势, 加强产 学研合 作, 构建技 术平台, 全 面提 升核心竞争力。中 国工程 院院士、中 科院兰 州化物 所学术 委员会主任薛群基担 任 / 汽车摩擦 学联合实验 室 0 学委会 主任, 李骏和刘维民担任实验室共同主任。
2009年第 6期
孙继勇: 超音速火焰喷涂碳化钨钴合金涂层 对橡胶密封件的磨损研究
101
续表
试验件名称
HVOF试验件
含氰镀铬试验件
磨合工作平衡点振幅 磨合工作频率 单向行程 平衡状态下两支点中心距 磨合试验次数
? 40 mm 012H z 80 mm ( 710? 2)mm 40 000次循环
热喷涂涂层成分
热喷涂涂层成分哎呀，热喷涂涂层这玩意儿，说起来可真是个技术活儿。
你瞧，这涂层啊，就像是给机器穿上了一层保护服，让它在各种恶劣环境下都能坚挺。
不过，这层“衣服”的成分可不简单，得好好给你说道说道。
首先，咱们得聊聊这涂层的主要成分，那可真是五花八门。
比如，有金属的，像什么铝、锌、铜，这些金属涂层，它们能防腐蚀，还能提高耐磨性。
还有陶瓷的，比如氧化铝、氧化锆，这些涂层耐高温，耐腐蚀，是高温环境下的好帮手。
当然，还有碳基的，比如碳化硅、碳化钨，这些涂层硬度高，耐磨性好，是做切削工具的好材料。
咱们再来说说这涂层的制备过程。
热喷涂啊，就像是给机器“纹身”，只不过这“纹身”是用高温熔融的金属或者陶瓷颗粒“喷”上去的。
这过程得控制好温度，不然涂层就容易脱落，或者和基体结合不牢。
这就好比是烤蛋糕，火候得掌握好，不然蛋糕不是糊了就是没熟。
说到这儿，我得给你举个栗子。
就拿我上次去工厂看到的一个例子来说吧。
那是一个大型的齿轮，因为长期在高温、高湿的环境下工作，表面磨损得厉害。
工程师们就给它来了个“热喷涂大改造”。
他们用的是镍基合金涂层，这种涂层不仅耐磨，还能抗高温。
喷涂过程中，那金属颗粒在高温下熔融，然后被高速喷射到齿轮表面，冷却后形成了一层坚固的保护层。
这齿轮穿上了这层“新衣”，立马焕然一新，耐磨性、耐腐蚀性都大大提升。
最后，咱们得说说这涂层的检测。
涂层好不好，得经过一系列的测试。
比如，涂层的厚度、硬度、结合强度，这些都是评价涂层质量的重要指标。
这就像是买衣服，不光要看款式，还得看面料、做工，是不是合身。
总之，热喷涂涂层这事儿，虽然听起来挺高大上的，但其实就跟咱们日常生活中的很多事儿一样，讲究的是细节和工艺。
涂层的成分、制备过程、检测，每一个环节都马虎不得。
这就像是做一道好菜，食材、火候、调味，缺一不可。
希望我这番话，能让你对热喷涂涂层有了更深的了解。
喷涂铝板研究报告
喷涂铝板研究报告喷涂铝板研究报告摘要：本研究旨在探究喷涂铝板的制备工艺、性能特点以及应用领域。
通过实验方法，我们对喷涂铝板的表面处理、涂层材料、喷涂工艺参数等进行了详细研究。
结果表明，喷涂铝板具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能，适用于建筑、交通工具、电子产品等各个领域。
1. 引言喷涂铝板是一种将涂料喷涂于铝板表面的制备工艺，广泛应用于建筑、交通工具、电子产品等领域。
喷涂铝板具有轻质、耐腐蚀、美观等特点，是替代传统涂料的一种新型材料。
2. 实验方法2.1 表面处理在喷涂铝板制备过程中，表面处理是至关重要的一步。
我们采用了酸洗、溶剂清洗、机械打磨等方法，使铝板表面得到充分清洁和粗糙化，以提高涂层的附着力。
2.2 涂层材料我们选择了一种环保型聚合物涂料作为喷涂铝板的涂层材料。
该涂料具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，且能够提供丰富的颜色选择，满足不同应用需求。
2.3 喷涂工艺参数通过调整喷涂工艺参数，如喷涂压力、喷嘴距离、喷涂速度等，我们对喷涂铝板的涂层均匀性和附着力进行了优化。
同时，还进行了不同温度和湿度下的喷涂实验，以研究环境因素对涂层质量的影响。
3. 结果与讨论3.1 表面处理对涂层性能的影响经过表面处理后，喷涂铝板的涂层附着力明显提高，能够更好地抵抗腐蚀和磨损。
清洗和打磨过程中，铝板表面的粗糙化程度也对涂层质量有着重要影响。
3.2 涂层材料的特性我们的实验结果显示，所选用的聚合物涂料具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，能够在不同环境下长期保持良好的外观和性能。
3.3 喷涂工艺参数的优化通过优化喷涂工艺参数，我们成功实现了喷涂铝板涂层的均匀性和附着力的提高。
在不同温湿度条件下，涂层的质量也能够得到良好的保证。
4. 应用领域喷涂铝板作为一种新型材料，具有广泛的应用前景。
它可以用于建筑外墙、室内装饰、交通工具外壳、电子产品外壳等领域，为这些应用提供了更加轻质、耐腐蚀和美观的选择。
5. 结论通过本研究，我们深入探究了喷涂铝板的制备工艺、性能特点以及应用领域。
中科院兰州化物所科技成果——超音速火焰喷涂碳化钨基涂层
中科院兰州化物所科技成果——超音速火焰喷涂碳
化钨基涂层
成果简介
采超音速氧燃流火焰（HVOF）喷涂系统将碳化钨基粉末喷涂在零件基体表面形成涂层，HVOF的特点是经过压缩空气与燃料燃烧产生的高速气流加热粉末，但并未使之完全熔化，同时将喷涂粒子加速到800m/s以上，撞击基体形成极高致密度的涂层。
制备的涂层致密、硬度高、与基体结合牢固，表现出卓越的耐磨损及耐腐蚀性特性。
技术指标
（1）防护层表面应均匀、致密，不允许有目视可见裂纹孔洞等缺陷；
（2）防护表面层与基体结构的结合强度要求与高强钢结合力≥45MPa，与铝合金结合力≥30MPa；
（3）防护层经机加后表面粗糙度Ra≤0.2；
（4）防护层的致密度≥99%。
（5）防护层经国军标GJB150A系列标准规定的高温贮存、低温贮存、温度冲击、湿热、盐雾、沙尘和霉菌等试验后，仍满足以上1、2、3、4条。
应用领域
机械制造与加工；飞机、卫星、海洋、轨道交通、汽车、核等民用高端装备运动部件。
成熟程度小批量生产
实施案例
HHP-1碳化钨基涂层在云海02星、风四02星、大气初样等多颗卫星相关部件获得了应用。
HTP-1碳化钨基涂层用于在研的XX-15/XXL-12A/XX-10新型空空导弹发射装置及新一代通用型发射装置。
合作方式
技术开发、技术入股、技术转让、技术服务、技术咨询、人才培养。
喷涂碳化钨使用温度
喷涂碳化钨使用温度1. 引言喷涂碳化钨是一种常用的表面处理方法，可以提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
在实际应用中，了解喷涂碳化钨的使用温度范围对于确保其性能和效果至关重要。
本文将深入探讨喷涂碳化钨的使用温度，并提供相关的实验数据和应用案例。
2. 喷涂碳化钨的特点喷涂碳化钨是通过高速喷射将碳化钨粉末与基体材料结合而成，形成一层坚硬、耐磨的保护层。
它具有以下特点：•高硬度：碳化钨具有极高的硬度，比大多数金属还要硬。
•耐磨性：喷涂碳化钨可以极大地提高材料的耐磨性，延长使用寿命。
•耐腐蚀性：由于碳化钨本身具有较好的抗腐蚀性能，喷涂碳化钨也能有效地抵御酸、碱等腐蚀介质的侵蚀。
•热稳定性：喷涂碳化钨在高温环境下也能保持良好的性能，不易发生热变形或熔化。
3. 喷涂碳化钨的使用温度范围喷涂碳化钨的使用温度范围取决于多个因素，包括喷涂工艺、基体材料和实际应用环境等。
一般来说，碳化钨的熔点约为2770摄氏度，但实际应用中很少达到这样高的温度。
下面是一些常见的使用温度范围：•室温到500摄氏度：在这个温度范围内，喷涂碳化钨可以提供良好的硬度和耐磨性，适用于大多数工业领域。
•500摄氏度到1000摄氏度：在这个温度范围内，喷涂碳化钨仍然能够保持较好的硬度和耐磨性，但可能会有一定程度的性能衰减。
•1000摄氏度以上：在高温环境下，喷涂碳化钨可能会发生一些变化，如晶粒长大、硬度下降等。
因此，在高温环境下使用喷涂碳化钨需要谨慎考虑。
需要注意的是，以上温度范围仅供参考，实际应用中还需根据具体情况进行评估和测试。
4. 实验数据和应用案例为了验证喷涂碳化钨的使用温度范围，我们进行了一系列实验。
在实验中，我们选择了不同的基体材料，并通过控制温度来模拟实际应用环境。
以下是一些实验数据和应用案例：基体材料使用温度范围实验结果基体材料使用温度范围实验结果不锈钢室温-500摄氏度喷涂碳化钨能够有效提高不锈钢的硬度和耐磨性铝合金室温-300摄氏度喷涂碳化钨能够显著改善铝合金的耐磨性钛合金室温-600摄氏度喷涂碳化钨能够提高钛合金在高温环境下的耐蚀性铸铁室温-400摄氏度喷涂碳化钨能够延长铸铁零件的使用寿命陶瓷材料室温-800摄氏度喷涂碳化钨能够显著提高陶瓷材料的硬度和耐磨性通过以上实验数据和应用案例，我们可以看出，在不同的基体材料上，喷涂碳化钨都能够有效地提高材料的性能，并适应不同的使用温度范围。
浅析碳化钨的特性及耐热抗氧化性能的改善
浅析碳化钨的特性及耐热抗氧化性能的改善
碳化钨(wC)硬质合金具有高硬度、高耐磨性和优良的断裂韧性，WC是制造硬质合金的主要原料，也是热喷涂领域制备高耐磨涂层的重要原料粉末。
WC硬度高，特别是其高温硬度高。
WC能很好地被Co、Ni、Fe等金属熔体润湿，尤以钴熔体对WC的润湿性最好。
升高温度至金属熔点以上时，WC能溶解在这些金属熔体中，而当温度降低时，又能析出WC。
这些优异的性能，使它能用钴或镍等金属做粘结相材料，经高温烧结或包覆处理，形成耐磨性很好的耐磨涂层。
WC的主要缺点是抗高温氧化能力差，在500摄度~800摄度空气中遭受严重氧化，在氧化性气氛中受强热易争解为W2C和碳，即所谓“失碳”。
这可通过用耐热抗氧化的金属做包裹层或粘结相，对WC颗粒进行预保护；也可以与TaC、TIC等固溶形成复合碳化物，改善WC的耐热抗氧化性能。
WC在Ar气氛中加热至2850摄度仍然稳定，在高温氮气中亦不受影响。
不同氧化铝粉末等离子喷涂氧化铝涂层的性能
收稿日期:2009 04 16作者简介:朱晖朝(1973 ),男,湖南双峰人,高级工程师,学士.第3卷 第3期材 料 研 究 与 应 用V o1.3,N o.32009年9月M AT ER IA LS RESEA RCH A N D A PP LICA T IO NSept.2009文章编号:1673 9981(2009)03 0153 05不同氧化铝粉末等离子喷涂氧化铝涂层的性能朱晖朝1,2,邓春明2,周克崧2,刘 敏2(1.中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410083; 2.广州有色金属研究院材料表面所,广东广州 510650)摘 要:分别以22.5~45 m(L 粉)、5~40 m(M 粉)和5~22.5 m(S 粉)三种粒径的氧化铝为热喷涂粉末,采用大气等离子喷涂制备了氧化铝涂层.分别对三种涂层的结构和基本性能进行表征,并采用SprayW atch 3i 设备测量粉末粒子在等离子焰流中的温度和速度.结果表明,S 和L 涂层的孔隙率较低,且大孔隙较少.在焰流中,S 和L 粉均具有较高的温度和动能,其涂层的显微硬度和结合强度均比M 涂层高.S 粉的沉积率最高,但涂层的生产效率较低.考虑生产效率和涂层的综合性能,选择L 粉更合适.关键词:氧化铝粉末;大气等离子喷涂;涂层性能中图分类号:T B742 文献标识码:A等离子喷涂制备的氧化铝涂层具有良好的化学稳定性、绝缘性和耐磨性,是目前重要的、应用最为广泛的陶瓷涂层[1 2].氧化铝的熔点不高,为2200 左右,远低于等离子焰流的温度.在喷涂过程中,粉末运动速度快(约350m/s),在焰流中停留时间短(几百微秒),如果粉末粒径过大,则不能确保粉末熔融而沉积形成涂层.粉末粒径过小不仅给送粉带来较大难度,而且细小粒子由于动能较小,较难进入刚性的等离子焰流中心,反而达不到熔融效果.因此,大气等离子喷涂制备氧化铝涂层的工艺中粉末粒径分布是很关键的.粒子的温度和速度与等离子喷涂涂层的质量有直接关系.一般来说,当粒子温度超过其熔点时,较高的运动速度有助于涂层的致密度和结合强度更高.对于同一种粉末粒子来说,粒子的温度和速度是一种矛盾关系.粒子温度高,则粒子在等离子焰流加热时间长,粒子的运动速度也就不高.根据热源和粒子的温度与速度在涂层工艺优化中的重要性,近年来,人们开发出了粒子温度和速度测试设备,以指导等离子喷涂[3 5].这类设备是采用高速快门的CCD相机、数字成像技术和光谱解析光学等技术对等离子焰流中粒子的温度和速度进行测量.它除了可以检测粒子的温度和速度这两个关键指标,还可以反映涂过程中粉末流量的稳定性、电极的磨损情况和基体表面温度等信息,从而可实现等离子喷涂在线实时监控.该技术并不是测量单个粒子的温度和速度,而是对焰流中的多个粒子拍照和软件处理后获得瞬间粒子的平均温度和平均速度,因而具有代表性[6].本文以三种粒径范围的氧化铝作为喷涂粉末,采用SprayWatch 3i 设备测量等离子焰流中粒子的温度和速度,并对涂层的显微结构和基本性能进行表征.1 试验方法与表征以45号钢为基体,基体尺寸为D25.4mm 10mm ,除油、喷砂后以待喷涂.用粒径5~40 m 的316L 粉作为粘结层,粘结层涂层厚度为100 m.将上述经表面预处理的基体固定在直径为200mm 辊面上,试样的线速度为1m/s.以三种粒径氧化铝作为热喷涂粉末,采用F6等离子喷枪制备Al 2O 3涂层,喷涂88遍,涂层的总厚度为450~700 m,其制备工艺参数列于表1.表1 大气等离子喷涂Al2O3涂层的工艺参数Table1 Parameters for APS Al2O3coati ngsA r流量/(L!min-1)H2流量/(L!min-1)电流/A电压/V喷距/mm451160074100 采用称重法测量涂层的沉积率,即通过测量喷枪在辊上停留时间和辊喷涂前后的重量变化计算涂层的沉积率.其中测量精度为1g.采用芬兰Osier 公司生产的Spray Watch3i设备测量粒子在等离子焰流中的温度和速度.采用带EDS的JL SM5910扫描电镜对粉末和涂层的显微结构进行表征.采用Leica DM IMR自带的图像分析软件测试涂层的孔隙率,其中涂层的图像为扫描电镜下得到.采用VD MH 5型显微硬度计测试涂层的显微硬度,其中载荷为2.94N,加载停留时间为15s.采用上海合成树脂厂生产的结构胶作为粘结材料,按照AST M C633标准测试上述两种涂层的结合强度.2 热喷涂粉末喷涂粉末为市场上购买的三种粒径分布不同的氧化铝粉末,即粒径为22.5~45 m(标为L)、5~ 40 m(标为M)和5~22.5 m(标为S).表2为三种氧化铝粉末的粒度分布.这三种粉末都为烧结、破碎粉末,均有尖锐的棱角.在相同的送粉参数下,L, M,S三种喷涂粉末的送粉量分别为36.0,30.0, 27.4g/min.说明在相同的粉末形态下粉末越粗,其流动性能越好.表2 三种热喷涂氧化铝粉末的粒度分布Table2 Particle distri butions for three alum ina thermal sprayi ng powders粉末名称各粒级体积分数 /%5~10 m10~20 m20~30 m30~45 m45~60 m M粉末103035178L粉末37403515S粉末124830553 结果与讨论3.1 显微结构图1为三种氧化铝涂层的剖面形貌.三种氧化铝涂层中,M涂层的孔隙率略高且孔隙偏大,大于10 m;L和S涂层的孔隙率略低,大部分孔隙的孔径小于10 m.三种涂层均呈明显的层状结构,这是等离子喷涂的特点.此外,在L涂层中还发现球形颗粒存在(图1(d)中白色箭头所指),这是由于粉末经等离子焰流熔融后,在到达基体形成涂层前,又重新凝固而沉积到涂层中.3.2 涂层的沉积率在相同条件下喷涂,涂层厚度可以反映涂层的沉积率.由图1所标注的三种涂层的厚度可知,用M粉所喷涂的涂层厚度最低.根据称重法测得M, L,S三种粉喷涂涂层的沉积率分别为35%,37%和44%,其中S粉的沉积率最高.但S粉的送粉量低(仅为27.4g/m in),涂层的生产效率较低,单遍沉积厚度为6.02 m,低于L粉的单遍沉积厚度6.47 m.3.3 涂层的结合强度和显微硬度表3为三种氧化铝涂层的显微硬度和结合强度.从表3可知,M涂层的显微硬度和结合强度最低,L涂层的最高.在相同的制备工艺下,涂层的显微硬度和孔隙率有直接关系.图1显示,M涂层的孔隙率较高,因此其显微硬度较低,比其他两种氧化铝涂层的显微硬度低100以上.三种涂层的结合强度都不高,均低于30M Pa.154材 料 研 究 与 应 用2009图1 三种氧化铝涂层的剖面SEM照片(a)M涂层;(b)为(a)局部放大图;(c)L涂层;(d)为(c)局部放大图;(e)S涂层;(f)为(e)局部放大图Fi g.1 Cross sectional SEM images for three alumina coating s(a)M co ating;(b)mag nified imag e fo r(a);(c)L coat ing;(d)mag nified imag e fo r(c);(e)S coating;(f)mag nified image fo r(e)表3 三种氧化铝涂层的显微硬度和结合强度Table3 Micro har dness and adhesive strength for three alumina coati ng 涂层显微硬度H v结合强度/M PaM涂层710,732,715,742,726,719 (平均724)19.0,21.5,21.0 (平均20.5) L涂层910,842,862,871,865,872 (平均870)23.6,24.0,24.2 (平均24.0) S涂层865,843,810,900,832,855 (平均851)20.2,26.2,21.0 (平均22.5)155第3卷 第3期朱晖朝,等:不同氧化铝粉末等离子喷涂氧化铝涂层的性能3.4 讨 论涂层的结构和性能与粉末粒子在等离子焰流中的物理化学行为有密切关系.图2为三种粉末的粒子在等离子焰流中的温度和速度.由图2可知,三种粉末的粒子温度和速度都有较大波动.其主要原因是等离子体的不稳定和粉末在焰流中的位置不同所致.等离子喷涂过程中由于功率变化而使等离子弧发生变化,致使弧温度和速度也发生变化,最终导致粒子的温度和速度出现波动[5].大气下等离子弧收缩,能量密度高,但是在等离子体径向温度和速度相差较大,粒子进入不同的区域获得的热能和动能也不一样.但是通过曲线还是可以反映粉末在焰流中的趋势.三种粉末中,S 粉粒子具有最高的温度(3100~3500 )和速度(320~400m/s);L 粉粒子具有最低的速度(210~300m/s),其温度(3000~3500 )与S 粒子接近;M 粉粒子的温度比S 粉粒子略低,但速度和S 粉接近.虽然三种粉末的温度都已经超过氧化铝的熔点(2200 ),但过熔点和粒子在焰流中的停留时间才最终决定粉末的熔融状态.S 粉和M 粉的运动速度差不多,但是由于S 粉较细,粒子温度更高,S 粉更易达到充分熔融,所以S 粉具有更高的沉积率.L 粉较粗,在焰流中的运动速度较低、停留时间长,对氧化铝粒子的传热较充分,所以这种粉的大部分粉末比M 粉具有更高的温度.图2(b)显示有一些粒子的温度低于3000 ,这是由于L 粉中有体积分数15%的45~60 m,这些粗粉加热到3000 比较困难.粉末在充分熔融下有较高的动能冲击表面是形成致密和结合强度高的涂层的充要条件.从三种粉末的粒子温度和速度来看,S 和L 粉粒子均具有较高的温度,比M 粉熔融充分;S 和L 粉粒子具有较高的动能(L 粉速度低,但单个粉末的质量大),因此可以获得致密度和结合强度都比M 涂层高的涂层.通过对三种粉的粒子温度和速度分析及三种涂层的性能测试可知,S 和L 粉均是比较好的涂层材料.但考虑到涂层的生产效率和涂层的综合性能,选择L 粉更合适.图2 三种氧化铝粉末在等离子焰流中的温度和速度(a)M 粉末;(b)L 粉末;(c)S 粉末F i g.2 In flight temperature and v elo city fo r three alumina pow ders in plasma plume(a)M po wder;(b)L pow der ;(c)S po wder156材 料 研 究 与 应 用20094 结 论用M,S 和L 三种氧化铝粉末喷涂的涂层,其中S 和L 涂层的孔隙率较低,且大孔隙较少.在焰流中,S 和L 粉均具有较高的温度和动能,涂层的显微硬度和结合强度均比M 涂层高.S 粉的沉积率最高,但涂层的生产效率较低,其单遍沉积厚度为6.02 m,低于L 粉单遍沉积厚度6.47 m.考虑生产效率和涂层的综合性能,选择L 粉更合适.参考文献:[1]G IO VA N N I B,V AL ERIA C,L U CA L ,et al.W ear behaviour o f ther mally spr ayed ceram ic o xide coating s [J].W ear,2006,261(11 12):1298 1315.[2]翟长生,巫瑞智,王海军,等.HEP Jet 等离子喷涂A l 2O 3涂层性能试验研究[J].材料工程,2004,(12):47 50.[3]H A L L A ,W ILL IA M SO N R,U RREA D,et al.A sideby side compariso n o f particle temperature (T p),pa rticle v elocit y (Vp)data collected using the accura G3and the DP V 2000[C/CD ]//L U GSCH EID ER E.Pr oceed ing s of internatio nal thermal spra y conference o f 2008.O hio:A SM Inter nat ional M aterials Par k,2008.[4]H U SSA RY N A,H EBERL EIN J V R.A tomizatio n andpart icle jet interactio ns in the w ir e a rc spray ing pro cess [J].Jour nal of T her mal Spray T echnolog y,2001,10(4):604 610.[5]BISSON J F ,L A M ON T AG N E M ,M OR EA U C.Ensemble in flight par ticle diagnostics under t her mal spr ay co n ditio ns[C/CD ]//BER NDT C C,KH OR K A ,LU G SC H EIDER E.P ro ceedings of the Internatio na l T herma l Spray Co nfer ence 2001:New Sur faces fo r a N ew M illen nium.O hio:ASM Inter national,M aterials Par k,2001.[6]BISSON J,G AU T HIER B,M OR EA U C.Effect of plasma fluctuatio ns on in flight part icle pa rameters[J].Jour nal o f T hermal Spr ay T echno lo gy ,2003,12(5 6):38 43.Properties of APS alumina coating with different aluminaparticle distributions as feedstockZH U H ui chao 1,2,DEN G Chun ming 2,ZHO U K e so ng 2,L IU M in 2(1.Science and Engineering of M aterials in Centr al S outh Univer sity ,Changsha 410083,China;2.Guangz hou Resear ch I nstitute of N on f er rous M etals ,Guangz hou 510650,China)Abstract:Three alum ina coating s w ere prepared via air plasma spray (APS)w ith alumina particle size distributions o f 22.5~45 m (L pow der),5~40 m (M pow der)and 5~22.5 m(S po w der)as feedsto ck.M icrostructur e and fundamental perform ance for three coatings w er e characterized,and the particle tem perature and velocity in plasm a plume w ere tested by Spray Watch 3i instrum ent in this paper.It w as found that S and L co atings ex hibited sim ilar low poro sity and few big pores.S and L particle ow ned higher tem perature and kinetic ener gy in plasma flame com pared w ith M particle,therefo re hig her m icro hardness and adhesive streng th coating s w ere attained than those of M coating.S pow der had the hig hest deposition effi ciency,but low pro duction rate due to its low pow der feeding.L pow der w as the best cho ice by taking into consideratio n of production rate and com prehensiv e coating properties.Key words:alumina pow der;APS;coating property157第3卷 第3期朱晖朝,等:不同氧化铝粉末等离子喷涂氧化铝涂层的性能。
喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂Cr3C2―NiCr涂层冲蚀磨损性能的影响
喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂Cr3C2―NiCr涂层冲蚀磨损性能的影响超音速火焰喷涂技术是一种广泛应用于航空航天、汽车和能源领域的表面工程技术。
喷涂工艺条件对于超音速火焰喷涂涂层的质量和性能至关重要。
本文研究了喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂Cr3C2―NiCr涂层冲蚀磨损性能的影响。
实验采用常规的超音速火焰喷涂技术制备Cr3C2―NiCr涂层，以二氧化铝颗粒作为喷涂材料。
在不同气体流量、氧化铝颗粒尺寸、气体温度和压力等不同工艺条件下进行喷涂，并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和红外光谱分析等方法对涂层微观组织和物理化学性质进行了表征。
结果显示，喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂Cr3C2―NiCr涂层的冲蚀磨损性能有显著影响。
气体流量和气体温度的增加可以提高涂层的致密度和结晶度，从而显著提升冲蚀磨损性能。
而氧化铝颗粒尺寸和气体压力的调整对涂层的物理化学性质影响较小。
此外，适当的喷涂速度和涂层厚度也有助于提高涂层的冲蚀磨损性能。
综上所述，超音速火焰喷涂Cr3C2―NiCr涂层的冲蚀磨损性能受到喷涂工艺条件的影响。
气体流量和气体温度的增加可以提高涂层的致密度和结晶度，从而提高涂层的冲蚀磨损性能。
因此，在实际生产中，应该根据具体情况选择适当的工艺条件，以达到最佳的涂层性能。
此外，超音速火焰喷涂Cr3C2―NiCr 涂层的成分和微观结构也会对其冲蚀磨损性能产生影响。
研究表明，改变Cr3C2和NiCr的比例可以调整涂层的硬度和韧性，进而影响涂层的冲蚀磨损性能。
此外，涂层的微观结构也会影响其冲蚀磨损性能。
研究发现，粗糙的涂层表面会导致冲蚀磨损的加剧，而致密平滑的涂层表面则可以有效减缓冲蚀磨损的速度。
随着现代工业对高性能涂层的需求不断增加，超音速火焰喷涂技术的应用前景日益广阔。
因此，进一步研究超音速火焰喷涂Cr3C2―NiCr涂层的冲蚀磨损性能以及喷涂工艺条件对其的影响，有助于提高涂层的性能和应用范围，为工业领域的发展提供坚实支撑。
航空领域热喷涂碳化钨涂层国内外标准对比分析
85W—11Co—4C碳化钨涂层工艺国产化研究
85W—11Co—4C碳化钨涂层工艺国产化研究【摘要】本文阐述了爆炸喷涂83W-14Co-3C碳化钨涂层工艺国产化研究过程；从对该项工艺方法技术查询入手，与某高校联合进行了技术研究工作，最终实现国内首次应用83W-14Co-3C碳化钨涂层工艺，填补了国内爆炸喷涂产品的空白。
【关键词】爆炸喷涂；碳化钨涂层；工艺国产化1.任务来源爆炸喷涂技术是一种先进的热喷涂技术，某型号产品参照法国图纸要求表面爆炸喷涂LW1N40碳化钨涂层实现减摩耐磨、延长使用寿命、提高飞行安全系数的目的。
LW1N40碳化钨涂层是美国联合碳化钨（Praxair）公司专利技术，该涂层具有较高的硬度和优异的耐磨粒磨损性能。
由于美国联合碳化物公司一直将爆炸喷涂LW1N40涂层技术处于保密状态，不对外出售设备，仅在本公司内为用户提供制备涂层的服务，并且至今未发表过关于该技术的任何论文。
国内许多从事爆炸喷涂的企业、高校及科研院所也从未涉及此涂层，没有相关涂层标准和资料，对LWIN40碳化钨涂层制备技术及涂层组成和涂层性能参数均不了解。
而前苏联和乌克兰开发的爆炸喷涂技术，虽然喷涂原理相同，但是却采用简单的连续送粉方式，获得的涂层由于爆炸时粉末分散在爆炸管不同位置，涂层组织不均匀，结合强度低。
为打破国外技术封锁，尽快实现国产化的目的，成立了科研攻关课题组，专项研究与LWIN40碳化钨涂层性能相当的碳化钨涂层制备技术。
2.零件技术要求（1）零件材料为EZ1CNDAT.12.9。
（2）零件外表面喷丸处理。
（3）零件外表面喷涂碳化钨涂层，磨削后涂层厚度0.1～0.15，最小厚度不小于0.07mm。
3.总体思路按照项目需求，选用先进的碳化钨涂层制备方法——爆炸喷涂方法，立足国产碳化钨粉末，根据涂层性能要求，选用烧结型碳化钨粉末，选用大连海事大学制造的高性能爆炸喷涂专利设备进行涂层喷涂试验，以实现该爆炸喷涂该涂层工艺方法的全面国产化研制。
3.1技术方案由于涂层性能项目繁多，而国内对碳化钨涂层性能检测标准尚未形成体系。
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试验研究文章编号:1000 7466(2010)增刊1 0001 04热喷涂氧化铝、碳化钨涂层性能研究任 武1,李晓明2,石成刚1(1.江汉机械研究所,湖北荆州 434000; 2.甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州 730070)摘要:采用爆炸喷涂、超音速喷涂工艺制备了氧化铝、碳化钨涂层,并对2种涂层基本性能以及腐蚀、摩擦磨损特性进行比较分析。
结果表明,超音速喷涂碳化钨涂层具有低孔隙率、高硬度、高结合强度、低表面能特点以及优异的耐蚀、耐磨性能。
由于在喷涂过程中发生相变,爆炸喷涂氧化铝涂层产生了亚稳定相 Al2O3,在酸性环境下遭到腐蚀,其综合性能比碳化钨涂层差。
关键词:氧化铝涂层;碳化钨涂层;腐蚀;磨损中图分类号:TG174 452 文献标志码:AStudy of Thermal Spray Alumina and Tungsten Carbide C oating PropertiesREN Wu1,LI Xiao ming2,SHI C heng gang1(1.Jianghan Petroleum M achinery Research Institute,Jing zhou434000,China;npec T echno logies Lim ited,Lanzhou730070,China)Abstract:Deto nation spr ay ing and high velocity o xy fuel(H VOF)thermal spraying are used fo r alumina and tungsten carbide co ating.T hen the basic proper ties o f the coating ar e analyzed,as w ell as their corro sion,friction and w ear character istics.T he results show ed that,hig h velocity ox y fuel thermal spraying tung sten car bide coatings have low porosity,high hardness,high adhe sion strength,lo w surface energ y character istics and ex cellent corro sion resistance,and w ear re sistance,due to the cr eation of a m eta stable phase A l2O3during the spr ay,the detonation spraying aluminum co ating is eroded in the acidic environment.So its pr operty is w orse than the tungsten car bide coating.Key words:alumina co ating;tungsten carbide coating;corrosion;w ear characteristic陶瓷材料的化学结构式中一般为共价键或者离子键结构,键能高,原子间结合力强,表面能低。
因此,陶瓷涂层具有化学稳定性高、硬度高、熔点高、摩擦因数小以及独特的电、磁性能,可被广泛应用于特殊的工况环境,改善和提高机械零部件的使用可靠性。
利用热喷涂技术在工件表面制备陶瓷功能性涂层,能以较低的成本和便利的操作实现工业化生产。
目前,热喷涂氧化铝涂层和碳化钨涂层作为常用的耐蚀、耐磨陶瓷涂层在各个行业得到了广泛的应用[1~9],但关于这2种涂层之间的性能比较尚未见报道。
有鉴于此,笔者通过摩擦磨损试验对这2种陶瓷涂层的综合性能进行比较,以便为其选用提供试验依据。
1 摩擦磨损试验1.1 试验材料试验用氧化铝粉末中T iO2的质量分数为第39卷 增刊1 石 油 化 工 设 备 V ol 39 Supplement1 2010年8月 P ET RO CH EM ICAL EQ U IPM EN T A ug 2010收稿日期:2010 03 25作者简介:任 武(1982 ),男,陕西西安人,工程师,硕士,从事材料表面处理及腐蚀防护方面的研究和应用工作。
20%,粒度为25~45 m;试验用碳化钨粉末WC 10Co4Cr粒度为15~45 m。
试验涂层的基体材料为45钢。
金相和表面能检测试样尺寸为50mm 20mm5m m,胶结拉伸结合强度试样尺寸为 25.4m m60mm,腐蚀试样尺寸为 30mm 50mm,摩擦磨损销试样尺寸为10mm10mm 14mm。
1.2 试验方法氧化铝粉末喷涂工艺参数:喷涂距离180mm,乙炔体积流量1.5m3/h,氧气体积流量2.4m3/h,氮气体积流量0.3m3/h,爆炸频率4次/s,线速度500mm/min,粉末输送的质量流量25g/min。
碳化钨粉末喷涂工艺参数:喷涂距离380mm,氧气体积流量943L/min,燃油体积流量22.8L/h,线速度500mm/min,粉盘转速7.5r/min、枪管长度为15cm。
腐蚀试验采用浸泡法,试验溶液配方为15% H Cl+3%H F(质量分数),试验温度为18!。
摩擦磨损试验在自行研制的DSK 3型多功能数控摩擦磨损试验机上进行。
试验在常温、常压下进行,载荷300N,转速为300r/min,每对试验摩擦副的摩擦时间为60m in,润滑介质为水,摩擦匹配副为丁腈橡胶。
氧化铝粉末喷涂采用乌克兰生产的Dnepr 3型爆炸喷涂设备,碳化钨粉末喷涂采用普莱克斯公司生产的JP 5000型超音速喷涂设备。
2 试验结果及分析2.1 涂层金相、硬度及结合强度图1和图2分别为氧化铝涂层和碳化钨涂层的金相组织,可以看出氧化铝涂层存在较多的孔隙和夹杂物,而碳化钨涂层几乎没有孔隙和夹杂,涂层均匀致密,与基体结合良好。
在某些应用条件下,涂层图1 氧化铝涂层图2 碳化钨涂层中的空隙对提高涂层的使用性能是有益的,例如对于油润滑条件下的耐磨涂层、高温下使用的热障涂层等。
对于腐蚀环境,涂层中夹杂物的存在会降低涂层的化学稳定性。
当腐蚀介质与夹杂物相遇时,夹杂物与腐蚀介质中的离子发生化学反应而溶解。
夹杂物溶解,体积膨胀,造成局部区域的应力增大,促使涂层内裂纹的形成和扩展。
涂层的孔隙为腐蚀液渗入提供了便利通道,缝隙腐蚀更加速了失效。
涂层的结合强度是涂层的一个重要指标,结合强度较低会导致涂层在使用过程中脱落,而硬度对耐磨性有很大的影响。
经测试,试验氧化铝涂层的平均硬度为737H V0.3,碳化钨涂层的平均硬度为1030H V0.3,氧化铝涂层与基体材料结合强度的平均值为49.2M Pa(在涂层与基体之间开裂),碳化钨涂层与基体材料结合强度的平均值为76MPa(在胶黏剂层开裂)。
2.2 相结构分析图3和图4分别为氧化铝粉末及其涂层的X 射线衍射图,由图3和图4可以看出,氧化铝原始粉末以 A l2O3为主,其次还含有一定量的T iO2。
而喷涂后的氧化铝涂层则由 Al2O3和 Al2O3构成,另外还有少量的化合物。
这是由于在喷涂过程中熔融的A l2O3冷却时,因 Al2O3与熔体的界面图3 氧化铝粉末X射线衍射图∀2∀ 石 油 化 工 设 备 2010年 第39卷图4 氧化铝涂层X 射线衍射图能小于 A l 2O 3,因此,首先在熔融的Al 2O 3内形成 Al 2O 3核心,在随后的冷却中,依据冷却速度的不同,所发生的相变也不同。
对于尺寸较小的Al 2O 3熔滴,由于冷却速度较快, Al 2O 3一直保持到室温。
而对于直径较大的熔滴,因其冷却速度较慢,将转变为 A l 2O 3[10,11]。
图5和图6分别为碳化钨粉末及其涂层的X 射线衍射图,原始粉末以WC 为主,而喷涂后的涂层出现了一定量的W 2C,但仍以WC 为主,说明喷涂过程中出现了脱碳现象。
图5 碳化钨粉末X射线衍射图图6 碳化钨涂层X 射线衍射图2.3 表面能表面能低是陶瓷材料的重要特性之一,较低的表面能会减少垢物吸附及形核,避免材料表面结垢。
通过测量接触角计算得出的试验氧化铝涂层表面能为37.6kJ/m 2、碳化钨涂层表面能为33.9kJ/m 2、镀铬层表面能为59.9kJ/m 2。
这个结果说明氧化铝涂层和碳化钨涂层均具有较低的表面能,可作为防垢涂层使用。
2.4 耐腐蚀性能图7和图8分别为氧化铝涂层、碳化钨涂层经过腐蚀后的形貌。
由图7和图8可以看出,浸泡3h 的氧化铝涂层表面出现鼓泡以及颜色改变现象,涂层开始失效。
Al 2O 3与H Cl 和H F 并无反应,这是因为在喷涂过程中发生相变,产生了亚稳定相 Al 2O 3,在H Cl 与H F 混合溶液中产生了如下化学反应:T iO 2+H F #H 2[T iF 6]+H 2OAl 2O 3+H Cl #A lCl 3+H 2O上述反应导致氧化铝涂层腐蚀失效。
而碳化钨涂层经过72h 浸泡后表面仍然光亮,并无腐蚀现象产生,这是由于喷涂后的涂层组织以WC 和W 2C 为主,这两相均不会与酸反应。
图7 氧化铝涂层浸泡3h 形貌图8 碳化钨涂层浸泡72h 形貌2.5 摩擦磨损性能在同样条件下对2种涂层与丁腈橡胶摩擦后丁腈橡胶的磨损量测定的结果为: 氧化铝涂层对丁腈橡胶磨损量为465mm 3。
∃碳化钨涂层对丁腈橡胶的磨损量为87mm 3。
结果表明,碳化钨涂层对丁腈橡胶的磨损量要小于氧化铝涂层。
摩擦因数测定显示,氧化铝涂层的平均摩擦因数为0.1363,碳化钨涂层的平均摩擦因数为0.1048,2种涂层的摩擦∀3∀ 增刊1 任 武,等:热喷涂氧化铝、碳化钨涂层性能研究文章编号:1000 7466(2010)增刊1 0004 04板翅结构应力分析孙伟松,高 嵩,石凤涛(山东省特种设备检验研究院淄博分院,山东淄博 255030)摘要:对板翅结构的翅片和隔板应力计算进行了理论分析,并用有限元法软件ABAQU S对理论计算公式进行了验证和修正,得到了板翅结构应力计算公式,为工程快速设计提供了方法。
计算结果表明,翅片应力与翅片内距和翅片厚度的比值(a/!)呈线性关系,与隔板厚度、翅片高度以及弹性模量等参数无关。
隔板应力与翅片内距和隔板厚度的比的平方(a2/b2)呈线性关系,与翅片高度以及弹性模量等参数无关。
关键词:板翅结构;应力分析;理论计算;有限元中图分类号:TQ051 503 文献标志码:AStress Analysis of Plate Fin StructureSUN Wei song,GAO Song,SHI Feng tao(Zibo Division of Shando ng Special Equipment Inspection Institute,Zibo255030,China)Abstract:T he stress calculatio n form ula in plate fin structure w as deducedby using theoretical derivatio n.And the theor etical for mula w as prov ed and modified by finite element code ABAQUS,因数相差不大,但碳化钨涂层摩擦因数的波动性小于氧化铝涂层。