WC陶瓷相電弧噴涂層耐磨粒磨損性能

采用超音速火焰噴涂技術(shù)噴涂不同工藝的兩種粉末,得到cr3c2-25nicr和wc-12co涂層;對涂層的沖蝕磨損性能進行了測試;采用掃描電鏡對原始粉末以及沖蝕前后涂層的組織形貌進行了觀察。結(jié)果表明,團聚燒結(jié)粉制備的涂層組織較致密。粘結(jié)相含量較多的涂層,其沖蝕磨損性能較差;致密度較高的涂層,其沖蝕磨損性能較好。

研究了液相燒結(jié)碳化硼陶瓷耐磨性能.結(jié)果表明,液相碳化硼的耐磨性能與相對密度有關(guān),在密度越高,液相燒結(jié)碳化硼制品的耐磨性能越好.碳化硼中液相含量影響碳化硼陶瓷的耐磨性能.腐蝕性介質(zhì)使液相燒結(jié)碳化硼陶瓷的耐磨性能下降,不同的腐蝕性介質(zhì)對液相燒結(jié)制品的耐磨性能影響程度不同,堿性介質(zhì)的影響大于酸性介質(zhì).

海洋環(huán)境下存在大量的氯離子,鋁合金容易發(fā)生點蝕。利用電弧噴涂技術(shù)在鋁合金表面噴涂純鋁,采用浸泡、鹽霧和電化學試驗等方法測試了涂層在5%nacl溶液中的腐蝕行為。結(jié)果表明,常溫浸泡144～480h或連續(xù)噴霧500～720h后,涂層表面的孔隙因被腐蝕產(chǎn)物堵塞,對氯離子可起到暫時的隔離作用,從而促進了氧化膜的形成,使腐蝕電位提高、腐蝕電流減小、腐蝕速率減緩,涂層對鋁合金基體起到良好的保護作用;將涂層用環(huán)氧樹脂封孔后,防腐蝕效果顯著提高。

為了解決含沙油潤滑條件下材料的磨損問題,采用高速電弧噴涂技術(shù)制備了3cr13鋼涂層,使用sem、xrd及mm200摩擦磨損試驗機測試了涂層的組織結(jié)構(gòu)及在含細沙油潤滑條件下的磨損性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn),高速電弧噴涂3cr13鋼涂層組織致密,孔隙率40mpa,在含細沙油潤滑條件下的耐磨性比38crsi鋼提高1.3~1.8倍,高速電弧噴涂3cr13鋼涂層的失效以磨粒磨損和扁平粒子的剝離為主。

采用電弧噴涂工藝在6061鋁合金基體表面噴涂高純鋁涂層,利用金相顯微鏡對涂層的組織進行觀察,分析了基體與涂層的結(jié)合方式,測量了涂層的孔隙率。并采用質(zhì)量分數(shù)為5%的nacl溶液浸泡試驗、鹽霧試驗和電化學試驗,檢驗了涂層的耐腐蝕性。結(jié)果表明,利用電弧噴涂技術(shù)可以在6061鋁合金基體表面形成均勻、致密、孔隙率低、結(jié)合良好的高純鋁涂層;高純鋁涂層耐腐蝕性較好,對鋁合金基體起到了保護作用,涂層經(jīng)過封孔工藝處理后保護作用更好。

電弧噴涂是重要的熱噴涂技術(shù)之一,在表面修復(fù)和強化方面得到廣泛應(yīng)用。文中采用超音速電弧噴涂技術(shù)進行鋁青銅涂層制備試驗研究。通過涂層性能試驗得出結(jié)論,超音速電弧噴涂所得涂層較常規(guī)電弧噴涂的涂層結(jié)合強度高、孔隙率低,能滿足大軸承套圈耐磨涂層的使用要求。

為了獲得較高結(jié)合強度的高質(zhì)量涂層,采用異質(zhì)金屬絲電弧噴涂工藝在q235鋼板表面制備鋅鋁偽合金涂層,并對涂層進行整體重熔處理。對比分析了整體重熔處理前、后涂層性能的變化情況。分析結(jié)果表明,經(jīng)過整體重熔處理,基體中的鐵元素擴散到涂層中,構(gòu)成多種鐵鋁金屬間化合物和鐵鋅金屬間化合物,鋅鋁偽合金涂層轉(zhuǎn)變?yōu)楹辖饘?整體重熔處理大大降低了涂層孔隙率,提高了涂層與基體的結(jié)合強度和硬度。

利用搪瓷涂層的制備工藝在q235a鋼表面制備al2o3-瓷釉復(fù)合陶瓷涂層,研究了瓷釉粒度、al2o3陶瓷顆粒的粒度和體積分數(shù)對復(fù)合涂層耐沖蝕磨損性能的影響。結(jié)果表明:過渡層原料瓷釉粒度為16μm時獲得涂搪性較好;硬質(zhì)耐磨相的加入可顯著提高復(fù)合涂層的耐沖蝕性能;本實驗中在45°沖蝕角、15mpa沖蝕氣壓、2.2kg沖砂量的沖蝕實驗條件下al2o3粒度為50μm、體積分數(shù)為30%時涂層具有很好的耐沖蝕性,是無硬質(zhì)相搪瓷層的4倍。

用電弧噴涂方法在鋼表面制備鋁涂層,研究其在3.5%nacl溶液中的電化學腐蝕行為。采用電子探針技術(shù)(epma)分析研究浸泡30d后涂層橫截面的成分分布特征,發(fā)現(xiàn)腐蝕介質(zhì)可沿孔隙或夾雜物向涂層內(nèi)部滲入,且已有部分cl~-滲達涂層深處。動電位極化實驗結(jié)果顯示,原始鋁涂層具有明顯的鈍化現(xiàn)象,這與膠凍狀腐蝕產(chǎn)物al(oh)_3的附著力較強以及al_2o_3膜的形成有關(guān)。電化學阻抗譜(eis)測試結(jié)果表明,鋁涂層在測試期內(nèi)的eis圖譜變化可分成4個階段:孔蝕萌生階段、孔內(nèi)酸化析氫階段、介質(zhì)滲達鋼基體后涂層作為犧牲陽極的階段和孔蝕群急劇發(fā)展階段。提出電極在腐蝕過程中的不同阻抗模型。

利用sas-ⅱ型超音速電弧噴涂設(shè)備、工業(yè)級鈦、鋁絲材在ly12鋁合金基體上制備了鈦鋁復(fù)合涂層,并對其顯微硬度進行了測定。根據(jù)均勻設(shè)計實驗方案和二次多項式逐步回歸分析,獲得了實驗范圍內(nèi),顯著水平為0.002、相關(guān)系數(shù)為0.98的鈦鋁超音速電弧噴涂涂層顯微硬度與噴涂電壓、噴涂電流和噴涂距離的關(guān)系式。進一步分析表明:當噴涂電流較小時,隨噴涂電壓的增大,涂層的硬度逐漸下降;當噴涂電流較大時,隨電壓的增大,涂層的硬度隨之增大,而且噴涂電流越大,其硬度的上升速度越快。而噴涂距離對涂層顯微硬度的影響呈弱線性遞增的關(guān)系。

fecrbsinb非晶納米晶復(fù)合涂層和fealnbb金屬間化合物非晶納米晶涂層均由非晶和納米晶兩相結(jié)構(gòu)組成,涂層結(jié)合強度高,摩擦磨損性能等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)耐磨涂層,在機械金屬零件的再制造修復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

研究了模具鋼4cr5w2siv內(nèi)表面電弧噴涂al涂層的熱疲勞和抗高溫氧化性能。利用電子天平、掃描電鏡(sem)對實驗處理后的試樣質(zhì)量變化和涂層截面情況進行微觀觀察和分析。結(jié)果表明:經(jīng)820℃熱循環(huán)后,電弧噴涂al涂層模具鋼的熱疲勞性能有顯著改善,涂層厚度較小,al涂層具有較好的熱疲勞性能,涂層厚度越大,疲勞強度越低;恒溫600℃時,經(jīng)電弧噴涂al涂層處理的模具鋼抗高溫氧化性能顯著提高。純al涂層在模具鋼持續(xù)高溫后隨al元素的擴散,模具鋼al含量不斷增加,導(dǎo)致模具塑性降低、脆性增加,增大了模具失效的可能性。

因涂層材料適用范圍廣、基材適應(yīng)性強、工藝靈活等特點,熱噴涂陶瓷涂層作為一類新型耐磨涂層已經(jīng)在很多領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。然而,現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對耐苛刻條件下嚴酷磨損的高性能耐磨涂層提出了越來越高的需求,如何通過材料?工藝的整體技術(shù)體系進行涂層結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控,成為涂層技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題之一。本文在簡要介紹熱噴涂陶瓷涂層作為耐磨涂層應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提取出對涂層耐磨性具有普遍意義的層內(nèi)扁平粒子間界面結(jié)合這一重要的涂層結(jié)構(gòu)本質(zhì)特征,明確了涂層內(nèi)扁平粒子間界面強化的基本思路,闡述了基于界面同質(zhì)強化和界面異質(zhì)強化的兩條思路進行層間結(jié)合界面強化的研究進展,以期為面向更高耐磨性能的熱噴涂陶瓷涂層的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及工藝優(yōu)化提供有益參考。

因涂層材料適用范圍廣、基材適應(yīng)性強、工藝靈活等特點，熱噴涂陶瓷涂層作為一類新型耐磨涂層已經(jīng)在很多領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。然而，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對耐苛刻條件下嚴酷磨損的高性能耐磨涂層提出了越來越高的需求，如何通過材料一工藝的整體技術(shù)體系進行涂層結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控。成為涂層技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題之一。本文在簡要介紹熱噴涂陶瓷涂層作為耐磨涂層應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提取出對涂層耐磨性具有普遍意義的層內(nèi)扁平粒子間界面結(jié)合這一重要的涂層結(jié)構(gòu)本質(zhì)特征，明確了涂層內(nèi)扁平粒子間界面強化的基本思路，闡述了基于界面同質(zhì)強化和界面異質(zhì)強化的兩條思路進行層間結(jié)合界面強化的研究進展，以期為面向更高耐磨性能的熱噴涂陶瓷涂層的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及工藝優(yōu)化提供有益參考。

純銅材不耐磨蝕。以阜新熱電廠煤矸石為主要原料,添加一定量的鋁粉、氧化硼和氧化鈰制成涂料;采用熱化學反應(yīng)法在純銅材表面制備了陶瓷涂層,分別以d/max-rb型x射線衍射儀、驟冷驟熱法和msh磨粒磨損試驗機,對涂層結(jié)構(gòu)、抗熱震性能及耐沖蝕磨損性能進行了研究。結(jié)果表明:沖蝕速度為200r/min時,煤矸石陶瓷涂層和稀土改性陶瓷涂層的耐沖蝕磨損性能分別較純銅基體提高1.69倍和2.39倍;300r/min時,分別提高1.79倍和2.50倍。本法具有較好的經(jīng)濟效益和環(huán)保性效益。

為解決鉆探設(shè)備關(guān)鍵零部件磨損失效和壽命短的難題,制備新型高耐磨低成本先進陶瓷材料具有重要的科學價值。以si,si3n4,al2o3,aln和sic等為原料,通過氮化反應(yīng)燒結(jié)制備sialon-sic復(fù)相耐磨陶瓷材料,其主要物相為β-sialon和α-sic,其中β-sialon晶粒呈長柱狀。加入30%細顆粒sic可顯著提高sialon-sic復(fù)相陶瓷液固沖蝕磨損性能。sic細顆粒的"陰影效應(yīng)"能夠保護背向沖蝕面的基體相免受沖蝕破壞。sialon-sic復(fù)相陶瓷的液固沖蝕磨損主要表現(xiàn)為材料內(nèi)的氣孔邊緣、缺陷區(qū)域和基體的鑿削和切削。

Si3N4陶瓷軸瓦的疲勞磨損性能

鎂合金表面電弧噴涂金屬耐蝕涂層性能研究

采用超音速電弧噴涂技術(shù)制備鐵鉻鋁/鋁青銅金屬復(fù)合涂層。利用光學顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析方法對涂層微觀組織和相組成進行了分析。結(jié)果表明:鐵鉻鋁/鋁青銅復(fù)合涂層呈典型的層狀結(jié)構(gòu),在鐵鉻鋁/鋁青銅的部分結(jié)合界面處有氧化鋁。鐵鉻鋁/鋁青銅復(fù)合涂層的抗高溫氧化性能的測試結(jié)果顯示,鐵鉻鋁/鋁青銅復(fù)合涂層的抗氧化性能明顯優(yōu)于20鋼。

以沖蝕磨損工況下的泵用材料cr15mo3高鉻鑄鐵為對比材料,采用轉(zhuǎn)盤式液-固雙相流試驗機研究了系列α-al2o3結(jié)構(gòu)陶瓷(90瓷、95瓷、99瓷)的耐沖蝕磨損性能及微觀失效機制.結(jié)果表明:在不同磨粒硬度試驗條件下,cr15mo3的沖蝕磨損率均比α-al2o3結(jié)構(gòu)陶瓷的高4～6倍,且隨著磨粒硬度的增加,cr15mo3的沖蝕磨損率增加幅度更大;α-al2o3結(jié)構(gòu)陶瓷的沖蝕磨損體積隨磨料含量的增加略有增加,但在相同磨粒硬度試驗條件下相差不大,因此該工況下可使用90瓷或95瓷,從而提高應(yīng)用材料的性價比;cr15mo3的微觀失效有明顯的方向性和腐蝕痕跡,主要以微切削、犁溝和沖蝕坑等形式為主,而α-al2o3結(jié)構(gòu)陶瓷的失效主要是晶界玻璃相失去,有少量沖蝕坑和晶粒剝落痕跡,迅速增加徑向和橫向斷裂表面能是其主要耗能方式.

介紹了電纜橋架電弧噴涂的工藝流程,包括:橋架焊縫處理─表面噴砂處理─電弧噴鋅─涂層封閉─檢查─成品。討論了各工序的特點和要求。

?67? 電弧噴涂復(fù)合涂層防護技術(shù)在杭州九堡大橋上的應(yīng)用 晁宇，洪偉，賈平，安云岐，晁兵* （中國礦業(yè)大學江蘇中礦大正表面工程技術(shù)有限公司，江蘇徐州221008） 摘要：九堡大橋是杭州錢塘江上第八座跨江大橋，是國內(nèi)首 次采用“整體頂推施工”的空間異形結(jié)構(gòu)的鋼混拱橋，橋址處 于高腐蝕強度的海洋氣候環(huán)境。本文介紹了九堡大橋鋼結(jié)構(gòu)防 腐方案設(shè)計，金屬涂層及其厚度、封閉漆、中間漆和面漆的選 擇，電弧噴涂鋁復(fù)合涂層壽命預(yù)測及其施工情況，旨在給國內(nèi) 類似大型鋼結(jié)構(gòu)工程的腐蝕防護方案設(shè)計提供借鑒。 關(guān)鍵詞：橋梁；鋼結(jié)構(gòu)；電弧噴涂鋁復(fù)合涂層；防腐 中圖分類號：tq639;u445.585文獻標志碼：a 文章編號：1004–227x(2010)02–0067–04 applicationofelectricarcsprayingcomposit