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超音速等离子喷涂制备金属陶瓷涂层的抗冲蚀性能

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稀有金属材料与工程 2018年第6期47卷 1884-1889页

作者：于方丽白宇谢辉刘银超王海军吴九汇西安航空学院陕西西安710077 西安交通大学陕西西安710049 金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049 装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

通过高效能超音速等离子喷涂(SAPS)制备WC-Co及WC-Ni Cr金属陶瓷涂层,对比研究了2种涂层的抗冲蚀性能及在热腐蚀条件下的结构和性能演变。结果表明:2种涂层在喷涂过程中均会发生一定程度的脱碳,表现为W_2C相的形成;同时在WC-Co涂层中有... 详细信息

通过高效能超音速等离子喷涂(SAPS)制备WC-Co及WC-Ni Cr金属陶瓷涂层,对比研究了2种涂层的抗冲蚀性能及在热腐蚀条件下的结构和性能演变。结果表明:2种涂层在喷涂过程中均会发生一定程度的脱碳,表现为W_2C相的形成;同时在WC-Co涂层中有少量的Co_3W_3C和Co_6W_6C相生成,且该涂层在热腐蚀后表层的WC相出现了分解与氧化,形成了W_3C、W_6C_(2.54)等脱碳相与CoWO_4、WO_3等氧化物相。在普通冲蚀条件下,WC-Co涂层的抗冲蚀性能更为优异,但热腐蚀会极大降低WC-Co涂层的抗冲蚀性能;与之相反,WC-NiCr涂层中的NiCr相在热腐蚀环境下生成的Cr_2O_3可以有效阻挡涂层内部与外部之间的物质扩散,从而降低了热腐蚀对涂层结构的破坏,在热腐蚀条件下表现出了优良的抗冲蚀性能。

关键词：金属陶瓷涂层超音速等离子喷涂抗冲蚀性能热腐蚀氧化

超声辅助电火花粉末沉积WC-Ni金属陶瓷涂层的微观结构及摩擦学性能

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机械工程学报 2021年第23期57卷 252-261页

作者：赵航高畅伍晓宇徐斌雷建国深圳大学机电与控制工程学院深圳518060 深圳大学广东省微纳光机电工程技术重点实验室深圳518060

针对传统电火花沉积工艺中工具电极预制成本高、工艺复杂、材料选择范围受限等问题,提出了一种超声辅助电火花粉末沉积(Ultrasonic-assisted electro-spark powder deposition,UEPD)的新方法。利用UEPD工艺成功地在316L不锈钢基材上制备... 详细信息

针对传统电火花沉积工艺中工具电极预制成本高、工艺复杂、材料选择范围受限等问题,提出了一种超声辅助电火花粉末沉积(Ultrasonic-assisted electro-spark powder deposition,UEPD)的新方法。利用UEPD工艺成功地在316L不锈钢基材上制备了WC-Ni金属陶瓷涂层。所制备的WC-Ni金属陶瓷涂层的厚度为89~159μm,表面粗糙度约为3.672μm,并且与基材呈现良好的冶金结合。超声振动的引入能够有效改善涂层的成形质量。涂层的微观组织主要由亚微米级细小枝晶组成,主要物相包括FeNi、Cr_(3)Ni、WC、W_(2)C、Cr_(23)C_(6)和Cr_(3)C_(2)等。这些细小的晶粒和强化相使金属陶瓷涂层的硬度明显增加,平均硬度达到980.68 HV,约为基材的4.1倍。摩擦磨损性能测试表明,金属陶瓷涂层的磨损率相比基材和不含WC的Ni基合金涂层分别降低了50.7%和37.7%,并且还表现出明显低于二者的摩擦因数。WC-Ni金属陶瓷涂层的主要磨损机理为疲劳磨损和磨粒磨损,其中高硬度表面和具有颗粒流润滑效果的磨屑层是金属陶瓷涂层实现高耐磨、低摩擦的主要原因。UEPD工艺相比于传统的电火花沉积工艺省却了复杂的工具电极预制过程,其工艺更简单,成本更低廉、材料选择更广泛,并且所制备的涂层也表现出良好的成形质量和性能。这为电火花沉积技术的发展提供了一种新的思路。

关键词：电火花沉积金属陶瓷涂层微观结构显微硬度摩擦磨损

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双层预涂覆对激光熔覆金属陶瓷涂层的影响

中国激光 1998年第8期25卷 763-767页

作者：许伯藩史华忠张细菊武汉冶金科技大学材料学院武汉430081

采用双层预涂覆方法在低碳钢表面激光熔覆金属陶瓷涂层。借助 EPMA,XRD和显微硬度计测定了熔覆涂层的化学成份、显微组织和显微硬度。结果表明 ,金属陶瓷涂层具有更均匀的显微组织和高的硬度 ,没有孔洞及裂纹产生。

关键词：双层预涂覆激光熔覆金属陶瓷涂层

超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层与电镀硬铬在盐雾气氛下的腐蚀-磨损机制研究（英文）

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稀有金属材料与工程 2016年第10期45卷 2492-2497页

作者：张吉阜刘敏周克崧邓畅光邓春明宋进兵广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

为研究碳化物类金属陶瓷涂层在海洋气氛下的抗腐蚀与抗磨损性能,采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了WC-10Co4Cr和Cr_3C_2-Ni Cr2种典型的金属陶瓷涂层,采用自制的盐雾喷射腐蚀-磨损装置,研究涂层的腐蚀-磨损行为,同时与传统的硬铬镀层... 详细信息

为研究碳化物类金属陶瓷涂层在海洋气氛下的抗腐蚀与抗磨损性能,采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了WC-10Co4Cr和Cr_3C_2-Ni Cr2种典型的金属陶瓷涂层,采用自制的盐雾喷射腐蚀-磨损装置,研究涂层的腐蚀-磨损行为,同时与传统的硬铬镀层作对比,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)等表征试样的腐蚀磨损形貌特征。结果显示,在干燥大气环境下铬镀层主要表现为黏着-磨损机制,Cr_3C_2-Ni Cr涂层同时表现出黏着-磨损与磨粒-磨损机制,而WC-10Co4Cr则表现为单纯的磨粒-磨损。施加盐雾气氛后,试样表面形成有液态膜,摩擦系数与磨损量均有所下降。盐雾气氛下增大摩擦副的载荷压力,Cr_3C_2-Ni Cr涂层的磨损量增加很快,而WC-10Co4Cr涂层的磨损机制发生转变,磨损量出现不增反降现象。

关键词：金属陶瓷涂层摩擦行为盐雾气氛磨损机制

冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层结构与性能研究

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兵工学报 2013年第7期34卷 876-882页

作者：王洪涛陈枭白小波纪岗昌董增祥仪登亮杨凤根九江学院机械与材料工程学院九江市绿色再制造重点实验室江西九江332005 赣州章源钨业新材料有限公司江西赣州341300

以团聚烧结工艺制备的多尺度WC-12Co、WC-10Co-4Cr和WC-17Co粉末为原料,利用冷喷涂沉积多尺度WC-Co金属陶瓷涂层,研究了涂层的组织和相结构,测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销-盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能。结... 详细信息

以团聚烧结工艺制备的多尺度WC-12Co、WC-10Co-4Cr和WC-17Co粉末为原料,利用冷喷涂沉积多尺度WC-Co金属陶瓷涂层,研究了涂层的组织和相结构,测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销-盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能。结果表明:3种冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层组织均比较致密,涂层保持与原始粉末相同的相结构,粘结相Co由于强烈塑性变形发生了部分同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC颗粒呈现微米、亚微米及纳米多尺度分布特征;随着喷涂粉末中粘结相含量的增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,其磨损失重有所增加;涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用。

关键词：材料失效与保护冷喷涂多尺度 WC-Co 金属陶瓷涂层结构性能

粉末制备工艺对冷喷WC金属陶瓷涂层性能的影响

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材料热处理学报 2013年第2期34卷 162-167页

作者：陈枭王洪涛纪岗昌白小波董增祥王芳绿色再制造重点实验室江西九江332005 九江学院机械与材料工程学院江西九江332005

采用包覆、机械混合与团聚烧结工艺制备了多尺度WC-17Ni和ZYT10001A(WC-17%Co),WCTN(WC-17%Co)金属陶瓷粉末。用3种粉末冷喷涂沉积涂层,运用扫描电镜分析了涂层的组织结构、X射线衍射表征粉末与涂层的物相结构,用压入法测定了涂层的显... 详细信息

采用包覆、机械混合与团聚烧结工艺制备了多尺度WC-17Ni和ZYT10001A(WC-17%Co),WCTN(WC-17%Co)金属陶瓷粉末。用3种粉末冷喷涂沉积涂层,运用扫描电镜分析了涂层的组织结构、X射线衍射表征粉末与涂层的物相结构,用压入法测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性。研究结果表明,3种粉末沉积的涂层均具呈现致密的组织结构,涂层中的相结构没有发生变化。3种涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性分别在(650.8±40.4)～(1350.0±115)HV0.3、(182.6±66.6)～(309.9±52.9)GPa和(13.12±4.44)～(24±1)MPa.m1/2之间变化,其中以ZYT10001A(WC-17%Co)涂层的硬度值最大及断裂韧性值最小。

关键词：粉末制备工艺冷喷涂金属陶瓷涂层断裂韧性弹性模量

粉末结构对HVOF金属陶瓷涂层腐蚀冲蚀磨损性能的影响

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材料热处理学报 2011年第12期32卷 110-114页

作者：王洪涛纪岗昌陈清宇富伟白小波九江学院九江市绿色再制造重点实验室江西九江332005

采用3种不同NiCr粘结相含量和两种不同尺度WC颗粒的金属陶瓷粉末,运用超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备了Cr3 C2-NiCr、WC-12%Co涂层,在5%H2 SO4、15%棕刚玉和水混合介质条件下,运用腐蚀冲蚀磨损试验机测定了涂层在45°冲蚀角下的失重量变... 详细信息

采用3种不同NiCr粘结相含量和两种不同尺度WC颗粒的金属陶瓷粉末,运用超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备了Cr3 C2-NiCr、WC-12%Co涂层,在5%H2 SO4、15%棕刚玉和水混合介质条件下,运用腐蚀冲蚀磨损试验机测定了涂层在45°冲蚀角下的失重量变化规律,研究了喷涂粉末NiCr含量和WC颗粒尺度对所沉积金属陶瓷涂层耐腐蚀冲蚀磨损性能的影响。结果表明,HVOF喷涂Cr3C2-NiCr、WC-12%Co涂层在5%H2SO4、15%棕刚玉和水混合介质条件下的腐蚀冲蚀率均低于低碳钢,并且Cr3 C2-NiCr涂层的抗腐蚀冲蚀性能要优于WC-12%Co涂层。Cr3 C2-40%NiCr和Cr3 C2-25%NiCr涂层其腐蚀冲蚀率低于Cr3 C2-10%NiCr涂层,与纳米尺度WC颗粒相比,微米尺度WC颗粒所制备的WC-12%Co涂层的抗腐蚀冲蚀性能较好。

关键词：粉末结构颗粒尺度 HVOF 金属陶瓷涂层腐蚀冲蚀磨损

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热喷涂金属陶瓷涂层复合磨损失效机制

材料导报 2016年第15期30卷 75-79页

作者：崔晓宇王成彪康嘉杰岳文付志强彭志坚朱丽娜中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

热喷涂金属陶瓷涂层由于具有优异的耐磨性能,广泛应用于机械零部件的性能提升。热喷涂金属陶瓷涂层在复杂工况中服役时,在多种外界因素的复合作用下,会发生由磨粒磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损中的一种或几种作用导致的失效。结... 详细信息

热喷涂金属陶瓷涂层由于具有优异的耐磨性能,广泛应用于机械零部件的性能提升。热喷涂金属陶瓷涂层在复杂工况中服役时,在多种外界因素的复合作用下,会发生由磨粒磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损中的一种或几种作用导致的失效。结合涂层的服役工况和其自身结构特点归纳分析了热喷涂金属陶瓷涂层的复合磨损失效机制,并对热喷涂金属陶瓷涂层复合磨损失效研究的发展方向进行了展望。

关键词：热喷涂金属陶瓷涂层磨损机制

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热喷涂金属陶瓷涂层后处理技术的研究进展

表面技术 2021年第7期50卷 138-148页

作者：赵运才张新宇孟成江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

首先,从热喷涂的后处理技术方向入手,重点综述了激光重熔后处理技术、热处理后处理技术的研究进展,简要分析了两种后处理技术对金属陶瓷涂层界面综合性能、界面结合强度、内聚强度、耐磨性、残余应力等的影响,指出外部因素(激光重熔参... 详细信息

首先,从热喷涂的后处理技术方向入手,重点综述了激光重熔后处理技术、热处理后处理技术的研究进展,简要分析了两种后处理技术对金属陶瓷涂层界面综合性能、界面结合强度、内聚强度、耐磨性、残余应力等的影响,指出外部因素(激光重熔参数、热处理工艺参数、材料种类、重熔方式和热处理的时间等)和内部因素(金属陶瓷涂层本身的特性)对两种后处理技术的影响。然后,介绍了几种材料后处理技术(喷丸和热等静压后处理技术),分析了其对材料性能的影响。其次从微观层次入手,探索和分析了热喷涂后处理技术的原理和其中存在的问题,且对其研究和发展方向做出了预测。最后,在前人研究的基础上,结合近些年常用的涂层后处理技术和一些材料后处理技术,提出了采用一种新的后处理技术——感应重熔技术和超声深滚技术耦合对喷涂涂层实施后处理,且初步制定了研究的技术方案,并对其特色点和创新之处进行了总结,同时对该研究进行了可行性分析。

关键词：热喷涂金属陶瓷涂层后处理激光重熔热处理微观界面残余应力