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超音速喷涂纳米WC复合涂层与电镀铬层的组织及性能

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材料热处理学报 2015年第S1期36卷 171-176页

作者：吴燕明赵坚陈小明杨潇毛鹏展赵鹏水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310012 水利部产品质量标准研究所浙江杭州310012 水利部杭州机械设计研究所浙江杭州310012

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和电镀技术分别制备了纳米WC-10Co-4Cr涂层及电镀铬层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站、磨损腐蚀加速试验机等手段对比分析了这两种涂层的性能以及使用... 详细信息

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和电镀技术分别制备了纳米WC-10Co-4Cr涂层及电镀铬层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站、磨损腐蚀加速试验机等手段对比分析了这两种涂层的性能以及使用寿命。结果表明,纳米WC复合涂层具有远高于电镀铬层的显微硬度、耐磨损性能及结合强度等,并且该涂层具有较高的致密度,而耐腐蚀性能略低于电镀铬层但也远高于基材,磨损腐蚀加速试验结果显示该涂层的使用寿命高达电镀铬层的5倍以上。

关键词：超音速喷涂纳米WC涂层电镀铬

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水轮机过流部件抗磨蚀涂层技术研究进展

材料导报 2017年第17期31卷 75-83页

作者：张磊陈小明吴燕明周夏凉赵坚伏利毛鹏展刘伟水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室杭州310012 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室杭州310012

水轮机过流部件在运行过程中,因长期受到气蚀、高速水流中泥沙等硬质颗粒的磨损等作用而产生磨蚀破坏,导致过流部件材料失效,严重影响了水轮机的运行效率、安全性和服役寿命。在过流部件表面进行涂层防护是提高水轮机抗磨蚀能力的有效... 详细信息

水轮机过流部件在运行过程中,因长期受到气蚀、高速水流中泥沙等硬质颗粒的磨损等作用而产生磨蚀破坏,导致过流部件材料失效,严重影响了水轮机的运行效率、安全性和服役寿命。在过流部件表面进行涂层防护是提高水轮机抗磨蚀能力的有效方法之一。简要阐述了水轮机过流部件气蚀和泥沙磨损的机理及其影响因素,为涂层选材及制备工艺研究提供理论依据,同时综述了近年来水轮机耐磨蚀涂层技术的研究进展,评述了不同类型涂层的特点、存在的问题及改进方法,并展望了其未来的发展趋势。

关键词：水轮机过流部件气蚀泥沙磨损涂层技术涂层材料

高温及氧化对WC-10Co4Cr涂层微观结构及性能的影响

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中国有色金属学报 2017年第7期27卷 1395-1402页

作者：吴燕明赵坚陈小明伏利毛鹏展周夏凉水利部产品质量标准研究所杭州310012 浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室杭州310012 水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室杭州310012 水利部杭州机械设计研究所杭州310012

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲蚀试验机等手段研究高温及氧化对超音速喷涂WC-10Co4Cr涂层的显微组织、显微硬度、结合强度、耐磨性能、耐冲蚀性能等的影响。结果表明:在空气中经600℃热处理后,... 详细信息

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲蚀试验机等手段研究高温及氧化对超音速喷涂WC-10Co4Cr涂层的显微组织、显微硬度、结合强度、耐磨性能、耐冲蚀性能等的影响。结果表明:在空气中经600℃热处理后,涂层发生了明显的高温氧化,涂层中WC、Co、Cr相的含量降低,转化为Co WO_4、Cr_2O_5、C_6WO_6等氧化物相,孔隙率明显升高,结合强度有所降低,虽然涂层的显微硬度值有所提高,但耐磨损及耐冲蚀性能都明显降低;通过Ar保护,涂层只受到600℃的高温作用,涂层的相组成未发生明显改变,显微硬度有较大幅度的提高,且分布更加均匀,耐干摩擦磨损及耐泥沙冲蚀性能均获得大幅提高。

关键词： WC-10Cr4Cr涂层高温氧化微观结构性能

超音速等离子与超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及磨损机理

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材料热处理学报 2016年第10期37卷 165-171页

作者：吴燕明陈小明周夏凉王莉容赵坚伏利毛鹏展水利部产品质量标准研究所浙江杭州310012 水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310012 水利部杭州机械设计研究所浙江杭州310012

采用超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂分别制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,进行了硬度、孔隙率、结合强度及560和1120 r/min下的磨损对比试验。结果表明,超音速等离子喷涂制备的涂... 详细信息

采用超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂分别制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,进行了硬度、孔隙率、结合强度及560和1120 r/min下的磨损对比试验。结果表明,超音速等离子喷涂制备的涂层的综合性能与超音速火焰喷涂制备的涂层性能相当。在560 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶122.15,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶138.36,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损。在1120 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶109.53,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶127.44,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损。

关键词：超音速等离子喷涂超音速火焰喷涂 WC-10Co4Cr 显微硬度结合强强度耐磨性能

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不同流量工况下蜗形滞流器三维模拟

排灌机械工程学报 2021年第2期39卷 139-143页

作者：李超马光飞刘德有蒋超方勇水利部产品质量标准研究所/水利部杭州机械设计研究所浙江杭州310024 水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310024

为研究在不同雨量情况下蜗形滞流器的节流效果和工作特性,并探索蜗形滞流器的节流规律,采用VOF模型对蜗形滞流器不同流量工况的外特性及内流特性进行模拟分析.结果发现:不同流量情况下的蜗形滞流器节流效果不同,流量越大,节流效果越好,... 详细信息

为研究在不同雨量情况下蜗形滞流器的节流效果和工作特性,并探索蜗形滞流器的节流规律,采用VOF模型对蜗形滞流器不同流量工况的外特性及内流特性进行模拟分析.结果发现:不同流量情况下的蜗形滞流器节流效果不同,流量越大,节流效果越好,但开始产生节流的水位也越高.流量过大时,由于对蜗形滞流器形成直接冲击消耗势能,节流能力进一步增加;流量的不同影响检查井水位上升的速度与最终水位,因而影响蜗形滞流器内部的水流速度,但中心区域与壁面速度始终较低,说明空气带附近水流速度是相同的;不同流量情况下,蜗形滞流器到达稳定流态时其法向截面的压力呈偏心圆分层分布,并且中心有负压区,负压区的大小直接影响节流能力的强弱.通过模拟分析得到的研究结果可以为蜗形滞流器的进一步推广提供理论基础与技术指导.

关键词：蜗形滞流器城市内涝不同流量工况三维数值模拟

超音速电弧喷涂FeCrNi复合涂层的微观结构与性能

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材料热处理学报 2016年第9期37卷 178-182页

作者：吴燕明赵坚陈小明伏利毛鹏展刘伟水利部产品质量标准研究所浙江杭州310012 水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310012 水利部杭州机械设计研究所浙江杭州310012

采用超音速电弧喷涂(HV-ARC)技术在Q235钢表面制备FeCrNi复合涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究了涂层的微观结构及性能。结果表明:超音速电弧的高能量、高... 详细信息

采用超音速电弧喷涂(HV-ARC)技术在Q235钢表面制备FeCrNi复合涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究了涂层的微观结构及性能。结果表明:超音速电弧的高能量、高粒子速度使得涂层具有极低的孔隙率,较高的结合强度;涂层中存在Cr、Ni的氧化相,这些氧化相对涂层的硬度及耐磨性能有着显著影响;超音速电弧FeCrNi复合涂层的耐磨性能较普通电弧涂层提高40%以上,较基体Q235钢提高4.5倍以上,耐腐蚀性能也有了大幅的提高。

关键词：超音速电弧 FeCrNi复合涂层性能

超音速火焰喷涂微、纳米结构WC-10Co4Cr涂层及其性能

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金属热处理 2016年第5期41卷 52-56页

作者：陈小明周夏凉吴燕明王莉容赵坚毛鹏展伏利马红海赵鹏水利部产品质量标准研究所浙江杭州310012 水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310012 水利部杭州机械设计研究所浙江杭州310012

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在06Cr13Ni4Mo不锈钢基体上分别制备了微米和纳米结构WC-10Co4Cr涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征和分析了不同结构WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,并对涂层的显微硬度、孔... 详细信息

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在06Cr13Ni4Mo不锈钢基体上分别制备了微米和纳米结构WC-10Co4Cr涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征和分析了不同结构WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,并对涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度、抗冲蚀性能进行了对比,探讨了涂层泥沙冲蚀机理。结果表明:HVOF制备的纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织致密,孔隙率更低,涂层的显微硬度、结合强度高于微米涂层,冲蚀质量损失量也小于微米涂层;纳米结构细化了涂层晶粒,增强了涂层的显微硬度和韧性,提高了涂层的抗微切削和抗疲劳剥落性能,有利于涂层的抗泥沙冲蚀性能。

关键词：超音速火焰喷涂 WC-10Co4Cr 微米结构涂层纳米结构涂层泥沙冲蚀

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激光熔覆Ni基合金裂纹的形成机理及敏感性

激光与光电子学进展 2019年第11期56卷 168-175页

作者：张磊陈小明刘伟姜志鹏赵鹏刘德有水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室浙江杭州310012 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310012

采用同轴送粉激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni基合金熔覆层。通过断口分析推断裂纹类型和断裂方式,并结合能谱分析研究了裂纹的萌生和扩展机理。同时,研究了激光熔覆主要工艺参数对开裂敏感性的影响。结果表明,激光熔覆Ni基合金的裂纹... 详细信息

采用同轴送粉激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni基合金熔覆层。通过断口分析推断裂纹类型和断裂方式,并结合能谱分析研究了裂纹的萌生和扩展机理。同时,研究了激光熔覆主要工艺参数对开裂敏感性的影响。结果表明,激光熔覆Ni基合金的裂纹断面特征为准解理断裂,属于脆性断裂;熔覆层中的热残余应力导致裂纹在界面处萌生并向涂层表面扩展,硼化物、碳化物等硬质相不良分布以及脆性共晶组织提高了开裂敏感性;工艺参数对熔覆层的开裂敏感性具有较大影响。最终提出了激光熔覆Ni基合金涂层裂纹控制的基本策略。

关键词：激光技术激光熔覆 Ni基合金裂纹机理敏感性

超音速等离子喷涂制备水力机械耐冲蚀涂层的研究

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功能材料 2017年第2期48卷 2001-2004页

作者：吴燕明伏利陈小明周夏凉毛鹏展马红海水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室杭州310012 水利部产品质量标准研究所杭州310012 水利部杭州机械设计研究所杭州310012

SQC-100新型超音速等离子喷涂系统既有HVOF的高速度和涂层致密性,又有等离子的高沉积效率,能够在保证涂层质量的前提下有效降低成本。采用SQC-100型超音速等离子喷涂技术喷涂WC-10Co-4Cr涂层,并研究其耐冲蚀性能。结果表明,孔隙率为0.7... 详细信息

SQC-100新型超音速等离子喷涂系统既有HVOF的高速度和涂层致密性,又有等离子的高沉积效率,能够在保证涂层质量的前提下有效降低成本。采用SQC-100型超音速等离子喷涂技术喷涂WC-10Co-4Cr涂层,并研究其耐冲蚀性能。结果表明,孔隙率为0.77%,硬度为1 210HV0.2,结合强度达到72 MPa,涂层性能基本达到超音速火焰喷涂同等水平。此外,获得的涂层具有良好的耐泥沙冲蚀性能,涂层耐冲蚀性是ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢的3.88倍,并研究了涂层内部裂纹主要以穿晶断裂形式扩展。研究表明WC-10Co-4Cr涂层在高含沙水流中的水力机械零部件领域有广泛的应用前景。

关键词：超音速等离子喷涂 WC-10Co-4Cr 冲蚀穿晶断裂