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热喷涂技术
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热喷涂技术/Journal Thermal Spray Technology
查看更多>>办刊宗旨为：宣传国家关于热喷涂及相关领域的政策，交流热喷涂技术的科研成果、技术信息，为热喷涂技术的推广、科研、生产实践及提高热喷涂行业从业人员素质服务，促进我国热喷涂技术行业发展。读者对象：国内外从事热喷涂材料、设备、技术应用及相关领域的企事业单位，公司，研究院所，大学，图书馆等。
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    航空发动机高温涂层腐蚀失效研究进展

    孙毅李宗宝马菱薇原慷...
    1-19页
    查看更多>>摘要：航空发动机中高温涂层部件在不同的工况下会发生差异化的腐蚀现象.简要介绍了 YSZ热障涂层、MCrAlY涂层的主要失效模式,重点梳理了这两类涂层的典型腐蚀失效形式,包括酸性腐蚀、熔盐腐蚀、CMAS腐蚀等.酸性腐蚀是涂层在潮湿环境且一般含有氯、硫条件下发生的弱酸性腐蚀,腐蚀温度为常温.熔盐腐蚀主要针对航空发动机在海洋环境下YSZ热障涂层及MCrAlY涂层面临熔融态盐(如NaCl、Na2SO4)发生的腐蚀,腐蚀温度一般为500～1 000 ℃.CMAS腐蚀主要是由沙漠、尘土环境下的复合氧化物引起陶瓷涂层失效,腐蚀温度一般高于1 200 ℃.最后对YSZ热障涂层及MCrAlY涂层的腐蚀失效机理及未来研究方向进行总结和展望.

    YSZ热障涂层MCrAlY酸性腐蚀熔盐腐蚀CMAS腐蚀

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    酸性盐雾腐蚀对铝硅聚苯酯可磨耗封严涂层组织结构与力学性能影响

    李姝周凯旋刘振王静...
    20-27页
    查看更多>>摘要：为研究铝硅聚苯酯(AlSi-PHB)可磨耗封严涂层在海洋环境下的腐蚀行为及腐蚀对涂层性能的影响,在TC4基体上利用等离子喷涂技术制备AlSi-PHB涂层可磨耗封严涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等测试方法,开展192 h酸性盐雾试验、硬度试验、结合强度试验,对涂层腐蚀前后的腐蚀形貌及腐蚀机理、涂层结合强度和硬度的变化进行研究.结果表明,经酸性盐雾试验后,涂层表面结构被完全破坏,涂层内部出现了较大的横向裂纹及腐蚀区域,主要腐蚀产物为Al(OH)3.涂层内部孔隙的存在为腐蚀行为发生提供了场所,腐蚀介质Cl-通过孔隙侵入到涂层的内部,在"闭塞电池"的作用下,涂层内部发生更加剧烈的腐蚀.腐蚀前后,涂层的平均硬度从(65.2±10.7)HR15Y下降到(59.6±8.5)HR15Y,平均结合强度从(11.3±1.1)MPa下降到(1.7±0.6)MPa,对涂层服役可靠性产生了影响.

    酸性盐雾硬度结合强度封严涂层腐蚀形貌

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    酸性盐雾腐蚀后镍硅氮化硼涂层的可磨耗性能转变研究

    房永超李姝刘振青项栋...
    28-35,87页
    查看更多>>摘要：采用大气等离子喷涂制备镍硅氮化硼(NiSi-BN)可磨耗封严涂层并进行酸性盐雾192 h腐蚀处理.对腐蚀前后涂层的组织结构、硬度、结合强度进行分析.采用高温超高速可磨耗试验机研究腐蚀前后的涂层在650 ℃下与GH4169叶片的可磨耗刮削行为的差异性.研究结果表明:酸性盐雾腐蚀后NiSi-BN涂层的平均硬度由(11.9±0.40)HBW升高为(18.2±1.7)HBW,平均结合强度为变化不大,为(6.7±1.5)MPa,IDR值由腐蚀前 10.77％±0.74％升高至 26.70％±4.60％,酸性盐雾腐蚀 192 h后NiSi-BN涂层的可磨耗性能出现明显下降.这主要是由于腐蚀区域涂层的硬度较高,造成叶片的磨损高度由腐蚀前的(0.05±0.01)mm增加至腐蚀后的(0.12±0.03)mm,对偶叶片与涂层间的摩擦作用更为剧烈,进而腐蚀态涂层的IDR值出现升高,涂层的可磨耗性能降低.

    热喷涂可磨耗封严涂层酸性盐雾腐蚀可磨耗性能镍硅氮化硼涂层

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    工艺参数对SLM成型GH4169合金微观组织和残余应力的影响

    刘璐欧阳佩旋黄瑾胥国华...
    36-45页
    查看更多>>摘要：在增材制造中,成型工艺参数是影响高温合金微观组织和性能的重要因素.针对GH4169合金,设计了基于激光功率、扫描速度、扫描间距等变量的15组工艺参数,采用选区激光熔化技术(SLM)制备了相应的合金试样,研究了不同工艺参数对试样致密度、微观形貌和残余应力的影响.利用JMP软件建立了工艺参数对试样致密度影响的数学模型,并确定了主要的影响因素.结果表明,扫描速度对致密度的影响最大,其次是激光功率和扫描间距.成型试样的致密度均在99.40％以上,最大可达到99.98％.当激光功率为222 W或扫描速度为1 190 mm/s时,更容易产生未熔合缺陷.当激光功率为403 W或扫描速度为573 mm/s时,由于局部温度过高和反冲压力的升高,容易产生气孔、匙孔等缺陷.试样表面的残余拉应力随着激光功率的增加和扫描速度的降低而增大,残余拉应力的最大值为853 MPa.

    选区激光熔化(SLM)GH4169合金致密度微观组织残余应力

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    HVOF喷涂角度对NiCrBSi涂层组织结构及摩擦学性能的影响

    杨壬涛高名传范明祯文可...
    46-54页
    查看更多>>摘要：采用HVOF工艺制备了 40°、50°、60°、70°、80°、90°六种不同喷涂角度的NiCrBSi涂层,对涂层微观形貌、孔隙率、显微硬度,以及25、400、600 ℃下的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:不同喷涂角度制备的涂层的微观结构不同,喷涂角度为40°、50°时,制备的涂层内未见未熔/半熔颗粒;喷涂角度达到60°及以上时,制备的涂层内出现未熔/半熔颗粒,且沉积效率有明显提升.涂层显微硬度在50°及90°喷涂角度时达到最大值837.2 HV0.1.同种涂层的平均摩擦因数随着试验温度的升高而降低;在常温状态下,50°喷涂角度制备的涂层磨损率最低;当磨损试验温度上升至400 ℃及600 ℃时,90°喷涂角度制备的涂层的磨损率最低.涂层在25 ℃及400 ℃下的磨损机理主要表现为疲劳磨损,在600 ℃时,90°喷涂角度制备的涂层表现出磨粒磨损特征.与喷涂角度40°制备的涂层相比,喷涂角度90°制备的涂层中的未熔/半熔颗粒起到"钉扎效应",有助于提高涂层在常温和高温环境下的耐磨性.

    喷涂角度NiCrBSi涂层高温磨损

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    不同等离子气比例对PS-PVD射流及涂层结构影响研究

    张云杰邹晗由晓明何箐...
    55-64页
    查看更多>>摘要：等离子物理气相沉积(PS-PVD)一般采用高氦气流量和高喷枪输入功率的工艺,获得具备优异性能的柱状/准柱状结构热障涂层.研究了低氦气流量和低喷枪输入功率条件下,沉积位置对应等离子射流中心的能量变化规律,及对涂层微结构的影响.结果表明:采用适配工艺优化的氧化锆粉体材料,在90 L/min等离子气总流量条件下,Ar/He体积比从1∶2调整至2∶1,氦气流量降低,均能获得准柱状结构涂层.Ar/He体积比1∶1条件下射流能量最高,此时He对等离子射流收束作用减弱,制备涂层的柱状晶厚度降低、柱状晶间冷凝颗粒增多,涂层沉积效率明显降低;总气流量120 L/min,Ar/He体积比2∶1,可获得液相沉积为主的致密涂层结构.结合各元素特征峰的光谱分析结果,Zr Ⅰ特征峰强度在Ar/He体积比1∶1条件下最高,之后随着Ar/He体积比降低,He对等离子射流气相的约束及对等离子射流的能量场的综合影响决定了涂层微结构特性.

    等离子物理气相沉积等离子射流特性光学发射光谱气体比例微结构

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    TC4钛合金表面激光熔覆CoCrNi基合金涂层的温度场模拟

    刘冉姜欣宇马左成杨瑞...
    65-80页
    查看更多>>摘要：利用COMSOL对TC4表面激光熔覆制备CoCrNiMox及CoCrNi(WC)x高熵合金涂层的熔化与凝固过程的温度场进行模拟,建立了三维多物理场并存的瞬态模型,同时考虑了传热、流体传热、对流以及表面熔覆层生长过程,分析对比了扫描速度、激光功率等参数对添加不同含量Mo及WC的CoCrNi基合金温度场的影响.通过模拟结果可以得知,激光熔覆过程中熔池的主要驱动力为马兰戈尼力,提高Mo含量时会使涂层温度场的最大值降低,但同时速度场和压力场的最大值会上升.此外,使用CoCrNiMo2作为涂层粉末相比于熔覆CoCrNi(WC)2,会在温度场、速度场和压力场均观察到较低的数值;激光功率逐渐升高,激光熔覆产生的熔池的中心温度也随之升高,且熔池的宽度、深度也将有所升高;扫描速度逐渐升高时,熔池中心最高温度显著降低,熔覆层起始位置明显推迟,熔覆层厚度明显减少,熔池的几何尺寸变小且熔池底部形貌对称性变差.

    激光熔覆高熵合金涂层温度场模拟多物理场

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    激光熔覆AlCoCrFeNi高熵合金涂层的高温磨损性能

    林丽丽陈星杜开平皮自强...
    81-87页
    查看更多>>摘要：采用激光熔覆技术在42CrMo表面制备了 Y掺杂AlCoCrFeNi高熵合金涂层,研究了涂层组织成分与高温摩擦磨损性能.结果表明:AlCoCrFeNi涂层主要由BCC相和B2相组成,900 ℃下涂层耐磨性约为基体的3.7倍,平均摩擦因数相比基体降低约22％.

    高熵合金激光熔覆组织结构高温磨损

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    钨铜复合材料制备工艺研究

    李乃拥王芦燕刘山宇
    88-98页
    查看更多>>摘要：分别采用直接机械合金化法及氧化物共还原法制备了 W-10Cu和W-20Cu复合材料,研究了钨粉粒度、烧结温度和保温时间对钨铜合金显微组织、致密度和电导率的影响.结果表明:随着W粉粒度的增大,直接机械合金化法制备的钨铜合金组织中W晶粒逐渐增大,致密度逐渐降低,电导率逐渐增大.在相同烧结条件下,氧化物共还原法较直接机械合金化法制备的钨铜合金组织中W晶粒尺寸细小,分布均匀,致密度和电导率更高.随着烧结温度的升高,钨铜合金组织中W晶粒尺寸逐渐增大,致密度和电导率逐渐增加.当烧结温度由1 500 ℃增加至1 600 ℃时,氧化物共还原法制备的W-10Cu合金中W平均晶粒尺寸由2.1μm增加至3.6 μm,致密度由98.2％增加至98.5％,电导率由39.3％IACS增加至39.8％IACS;W-20Cu合金中W平均晶粒尺寸由2.3μm增加至3.5 μm,致密度由98.4％增加至99.2％,电导率由40.8％IACS增加至41.6％IACS.此外,钨铜合金组织中W晶粒尺寸随着保温时间的增加而逐渐增大.

    钨铜复合材料机械合金化氧化物共还原显微组织致密度电导率

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    等离子喷涂高强韧纳米Ti02涂层的制备及其力学性能

    马凤孝郭星晔何翰伟吴旭...
    99-105,112页
    查看更多>>摘要：为提高大气等离子喷涂(APS)TiO2陶瓷涂层的结合强度及其摩擦磨损性能,采用喷雾造粒的纳米结构TiO2粉末为原料,利用APS工艺制备出TiO2陶瓷涂层,研究了涂层的显微组织、相组成、力学性能和摩擦磨损性能,并与常见的微米级TiO2粉末制备的陶瓷涂层组织性能进行了对比.结果表明,微米TiO2粉在喷涂前后相成分从板钛矿变为金红石和锐钛矿的混合相;而纳米团聚的TiO2粉喷涂前后无明显的相成分变化,均以金红石相为主.纳米TiO2涂层的孔隙率为1.4％,低于微米粉涂层的3.3％.纳米TiO2涂层的力学性能优于微米涂层,微米涂层硬度为934.2 HV0.1,而纳米涂层的硬度为1 349 HV0.1;纳米和微米涂层的弹性模量分别为203.1和185.8 GPa;纳米涂层的断裂韧性为2.1 MPa·m1/2,略高于微米涂层的2.0 MPa·m1/2;纳米涂层的结合强度可达46.8 MPa,是微米涂层的3.18倍(14.7 MPa).此外,在相同的摩擦条件下,纳米TiO2涂层的摩擦因数为0.69,比微米TiO2涂层更低,纳米涂层的磨损体积也比微米涂层更少.综合来说,纳米TiO2涂层相对于微米级TiO2涂层体现出更好的综合力学性能.

    等离子喷涂纳米TiO2涂层力学性能摩擦学性能

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