超音速火焰喷涂

摘要： 采用超音速火焰喷涂方法制备Fe-Ga磁致伸缩涂层作为磁致伸缩导波传感器的敏感性元件。研究300~700°C不同热处理温度对Fe-Ga涂层质量的影响,采用SEM、XRD和磁致伸缩测试仪研究热处理过程中涂层的微观组织和性能变化。结果表明,退火过程中,Fe-Ga涂层保持单一的A2相结构,300~600°C温度范围内颗粒中的变形晶粒逐渐发生了回复再结晶,到700°C发生完全的回复再结晶;磁致伸缩性能随热处理温度的升高而升高,对应地饱和磁场逐渐降低,700°C退火后磁致伸缩达46×10^(-6)。研究表明,适当的退火处理工艺可以改善磁致伸缩性能,对制备高效换能材料具有一定的指导意义。

摘要： 通过对聚醚醚酮(PEEK)超音速火焰喷涂过程中粒子热动力学特性的研究,得到了粒子特性与流场中气体特性之间的关系,并用有限元仿真的方法,对热喷涂过程进行模拟,探究了粒子直径对粒子温度和速度的影响以及氮气、燃料、空气的质量流量对流场中气体温度和速度的影响。结果表明:当空气、燃料的质量流量增加时,粒子速度会提高;当氮气的质量流量减少或燃料的质量流量增加时,粒子温度会上升。

摘要： 采用超音速火焰喷涂工艺在TC4钛合金基体材料表面制备碳化铬系耐磨涂层,通过自制微动磨损试验设备测试不同对磨副、不同位移副值试验条件下带涂层的TC4钛合金材料的摩擦因数、磨损量等微动磨损性能,利用SEM、EDS、XRD等分析手段,对比分析微动磨损表面形貌、成分和相组成的差异。结果表明:不同摩擦副和位移副值条件下的摩擦因数均在起始阶段迅速增加,随后摩擦因数保持稳定;在钛合金表面增加涂层较对磨副单面制备涂层可以降低摩擦因数值20%~30%;在TC4钛合金对磨副双面制备涂层的耐微动磨损性能最好;在不同对磨副条件下,TC4钛合金微动磨损机制是以黏着磨损、磨粒磨损、氧化磨损为主的复合磨损。

摘要： 为了解决风机主轴因磨损带来的尺寸超差问题,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备超级不锈钢涂层试样,并对试样的截面形貌、硬度、结合强度、耐磨性开展检测研究。结果表明,超级不锈钢涂层致密,孔隙率为1.26%,与基体的结合强度达到73.33Mpa,涂层具有与比基体1Cr13更高的硬度和更好的耐磨性能。由此,提出用HVOF技术喷涂超级不锈钢涂层进行零件尺寸修复,制定了工艺技术路线,并在风机主轴的尺寸恢复上成功应用。

摘要： 采用超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen-fuel,HVOF)技术制备WC-12Co涂层,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)表征粉末、磨料、冲蚀前后涂层表面/截面的微观形貌和元素变化.设计正交试验并利用冲蚀试验机分析冲蚀距离、冲蚀角度和冲砂量对涂层冲蚀率的影响,探讨了涂层冲蚀机理.结果表明:WC-12Co涂层组织较为均匀、存在少量孔隙,涂层与基体间的结合方式以机械结合为主.极差和方差分析发现,当前工况下冲蚀距离对涂层冲蚀率的影响最为显著、冲蚀角度次之、冲砂量最小;30°冲蚀时冲蚀率最小、60°次之、90°最大.相对于高角度冲蚀,WC-12Co涂层具有较优的抗低角度冲蚀能力.30°冲蚀时涂层冲蚀机理为微观切削和犁削损伤,并伴有局部的脆断和剥落;90°冲蚀时为正向锤击作用引起的脆性断裂和片状疲劳剥落,剥落坑深度远大于30°冲蚀时的切削和犁沟深度,涂层损伤更为严重.

摘要： 采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在螺杆泵转子基材45钢表面分别制备WC-12Co和WC-10Co-4Cr涂层,并利用SEM、EDS、XRD及显微硬度计等手段,表征了涂层的微观形貌、孔隙率、相结构和维氏硬度.在摩擦磨损试验和电化学试验基础上,探讨了涂层磨损和腐蚀机理.研究结果表明:WC-12Co涂层和WC-10Co-4Cr涂层组织结构致密,孔隙率分别为0.58%和0.48%,平均维氏硬度分别为1385.87 HV_(0.3)和1268.62 HV_(0.3),磨损量分别为基体的19.5%和21.8%,WC-12Co涂层耐磨性最优;两种涂层磨损机制均为轻微的磨粒磨损,而基体以磨粒磨损为主,黏着磨损为辅;WC-12Co和WC-10Co-4Cr涂层的腐蚀电流密度分别为基体的21.1%和12.8%;WC-10Co-4Cr涂层电荷转移电阻最大,可见Cr氧化物所形成的钝化膜使WC-10Co-4Cr涂层的抗腐蚀性最佳;两种涂层均在WC与金属黏结相之间发生微电偶腐蚀,导致黏结相溶解和部分WC颗粒脱落,腐蚀产物起到保护涂层作用.

摘要： 本实验采用团聚高温快速烧结法制备了WC-10Co-4Cr复合粉末,并用超音速火焰喷涂技术在钢基体上制备涂层,研究了烧结温度对WC-10Co-4Cr复合粉末以及涂层微观组织和耐磨性能的影响。结果表明:随着烧结温度从1250°C升高至1450°C,团聚高温快速烧结法制备的WC-10Co-4Cr复合粉末致密度增加,平均粒度减小,粉末均匀性降低;随着粉末烧结温度的升高,超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的孔隙和缺陷增多,耐磨性能减弱,涂层磨损机制从粘结相的微切削变成剥层磨损。

摘要： 垃圾焚烧炉在服役时会面临严重的高温冲刷磨损问题,采用防护涂层是对其施加保护的一种有效方法。为了研究Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层在垃圾焚烧炉中高温冲刷环境下的服役表现,采用超音速火焰喷涂技术制备了Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层,分析了喷涂距离对涂层微观组织的影响,并考察了涂层的抗高温冲蚀磨损性能。结果表明:随着喷涂距离的增大,涂层表面未熔化的颗粒数量增多,孔隙率也随之提高,当喷涂距离为225 mm时涂层的熔化程度最好。高温冲蚀试验中,制备涂层时选择的喷涂距离增大,涂层的冲蚀率提高,其抗高温冲蚀性能下降;当冲蚀温度从450°C升至550°C时,涂层的抗高温冲蚀能力下降.

摘要： 垃圾焚烧炉在工作时由于垃圾本身和焚烧产物的腐蚀,其零部件会遭受严重的高温腐蚀损伤。为了对抗焚烧炉的高温腐蚀问题,采用超音速火焰喷涂技术制备了Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层,并研究了该涂层在高温环境下的抗腐蚀性能。将制备的涂层置入高温氧化、熔盐腐蚀和气氛腐蚀环境中开展试验,评估了该金属陶瓷涂层的腐蚀情况和产物。腐蚀试验结果表明:在高温氧化和熔盐腐蚀条件下,随着腐蚀温度从450°C升高至650°C,涂层的腐蚀速率增加。在气氛腐蚀条件下,随着腐蚀温度从550°C升高至650°C,涂层的腐蚀速率增加.

摘要： 采用超音速火焰喷涂技术在Q 235钢基体上制备致密的铁基非晶涂层,对非晶涂层的喷涂工艺和涂层的耐磨性能进行了研究。采用正交实验方法研究喷涂中煤油量、氧气量、送粉率对涂层性能的影响规律并对比分析涂层孔隙率、硬度和结合强度。采用扫描电子显微镜表征粉末及涂层的结构形貌及摩擦表面形貌,通过X射线衍射仪对涂层的物相和非晶含量进行分析,采用摩擦试验机分析对比涂层与钢基体的耐磨损性能并讨论了失效类型。实验结果表明在最佳工艺参数下涂层孔隙率、洛氏硬度和结合强度分别为0.14%、68.1 HRC、70.7 MPa,无明显裂纹和缺陷。和Q 235钢对比,涂层的摩擦系数更为稳定,磨损量更小,涂层磨损机制为疲劳磨损和粘着磨损并伴随轻微脆性剥落。

摘要： 本文针对300M钢表面超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的腐蚀性能展开研究,分别采用定量金相法、对偶拉伸法测量了WC10Co4Cr涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度;评价了ASTM B117标准中性盐雾腐蚀前后涂层孔隙率和显微硬度变化,分析了变化的原因,提出了提高腐蚀性能的方法.研究结果表明:(1)工艺优化后,超音速火焰喷涂能够在300M钢表面制备符合AMS2447标准的WC10Co4Cr涂层,涂层孔隙率不大于1％,显微硬度可达HV0.31100以上,结合强度不小于75MPa.(2)2000小时标准中性盐雾试验后,涂层界面无腐蚀产物出现,涂层依据具有一定防腐性能.(3)腐蚀后WC10Co4Cr涂层孔隙率和显微硬度均将提高,其原因是WC与Co粘结相之间微电偶腐蚀.

摘要： 利用超音速火焰喷涂制备微米WC-12Co、纳米改性WC-12Co和CeO2改性WC-12Co涂层,通过对涂层微观组织、硬度和腐蚀磨损性能进行分析,研究CeO2对WC-12Co涂层腐蚀磨损性能的影响.结果表明:CeO2的加入可以降低涂层的孔隙率,抑制晶粒长大,提高涂层硬度,涂层的耐腐蚀磨损性能也得到提高.在腐蚀磨损中,材料的流失主要是由于腐蚀磨损的交互作用引起的,交互作用造成的失重约占总失重量的90％～99％.同时,在腐蚀和磨损的交互作用中,腐蚀对磨损的加速量远大于磨损对腐蚀的加速量,磨损分量在整个腐蚀磨损过程中占主导地位,提高WC-Co涂层的耐腐蚀磨损性能的关键在于提高涂层的耐磨损性能.

摘要： 高速滑行运动构件的表面承受摩擦热产生的快速温升及高应变产生的材料磨损,同时具备减摩和耐磨特性的涂层有助于改善构件表面的摩擦学性能.本文利用超音速火焰喷涂制备了MoS2/Cr3C2-25NiCr减摩耐磨自润滑涂层.对MoS2含量对涂层的微观组织和力学性能的影响进行了研究,确定了综合性能最佳的涂层成分.

摘要： 利用超音速火焰喷涂在2024铝合金表面制备了Al基非晶涂层.该涂层孔隙率仅为0.12％,非晶含量高达83.7％,硬度高于2024铝合金.同时该涂层表现出自发钝化特征,点蚀电位高达-0.3VSCE.非晶涂层的耐蚀性比2024铝合金更好.并且,该涂层表现为轻微磨损形貌为主,而2024铝合金的磨损形貌更加粗糙,形成明显的层状剥离现象.因此,Al基非晶涂层的耐磨损能力也显著优于2024铝合金.

摘要： 电磁轨道发射是一种能将物体加速至超高速度的新型发射方式，它利用电磁力驱动有效载荷，能将电磁能转换成机械动能，可加速包括弹丸、炮弹、导弹、火箭、卫星、飞机等在内的多种物体.为了提高Cu基导轨材料的强度和耐磨性能，常在导轨材料表面制备高强度、高耐磨涂层以改善导轨在高摩擦条件下的使用性能。WC-Co、Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层具有极高的硬度和耐磨性，常作为表面强化材料使用。在金属陶瓷涂层的制备过程中，超音速火焰喷涂具有高的焰流速度吧和温度，能使热喷涂粒子以较高的速度和较好的熔融程度喷射到基体，与基体形成结合强度高、孔隙少、致密度高的金属陶瓷涂层。

摘要： 针对燃用高硫煤的超(超)临界机组锅炉受热面遭受高温硫腐蚀与磨损导致泄漏、爆管等事故而被迫停炉检修的情况,本文采用超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层,比较了相同腐蚀环境下涂层与抗腐蚀性能较高的2Cr13基体的抗高温硫腐蚀性能,同时比较了涂层与马氏体不锈钢2Cr13基体钢材的抗磨损性能.研究结果表明:超音速火焰喷涂的NiCr金属陶瓷涂层具有比2Cr13钢更优的抗高温硫腐蚀性能.同时其抗高温磨损性能优于2Cr13钢.该超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层在贵州某燃用高硫煤的锅炉中经8000小时现场挂片考核后,涂层表面完好,可有效提高超(超)临界锅炉受热面的抗高温硫腐蚀和磨损性能.

摘要： WC-CoCr涂层的组织结构和抗冲蚀损伤性能主要取决于喷涂工艺.通过2种超音速火焰喷涂工艺喷涂WC-CoCr涂层,喷涂试验基体材料均为马氏体不锈钢，对比2种WC-CoCr涂层的组织结构和冲蚀性能.结果表明:活化燃烧-超音速火焰喷涂(HVAF)涂层孔隙率为0.2％,而传统超音速火焰喷涂(HVOF)涂层孔隙率为2.3％,与HVOF相比,HVAF涂层具有较低的孔隙率、表面粗糙度,涂层组织结构更均匀;HVAF过程中,WC颗粒在沉积过程中破碎,WC颗粒细小, HVAF焰流中WC的分解程度弱于在HVOF焰流中的分解程度;HVAF涂层平均硬度达到1450 HV0.3,在15°攻角下,其抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了59.4％,比0Cr13Ni5Mo基体提高了104.1％;90°攻角下, HVAF涂层的抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了16％.

摘要： HVOF喷涂制备WC-12Co耐磨涂层的厚度通常在50至500μm之间,这个厚度既可以确保涂层结构均匀,同时也保证了足够的材料储备用来进行有效的磨损保护.对于表面需要高精度的零部件,厚涂层必须采用成本高昂的精准加工、磨削和抛光工艺.因此,制备光滑的薄涂层是非常有必要的.在本研究中,HVOF工艺以细的团聚烧结型WC-12Co粉末(2～10μm)为原料制备薄碳化物涂层,涂层厚度可降至50μm以下.系统研究了送粉速度、喷枪速度和轨道间距的变化对涂层厚度的影响,并重点研究了涂层的硬度和表面粗糙度的变化.

摘要： 本文在分析核电站LCQ阀门分流片的空蚀失效机理基础上,设计了五种合金与金属陶瓷涂层.采用氧乙炔火焰喷熔和超音速火焰喷涂(HVOF)工艺分别制备了三种Ni基合金涂层与两种WC基金属陶瓷涂层;通过超声波振动空蚀试验装置对这些涂层进行抗空蚀试验,研究这些涂层的抗空蚀性能.结果表明:NiCrBSiMo喷熔层具有最优异的抗空蚀性能,可望应用于LCQ阀门分流片.

摘要： 较高的工作温度和生物质衍生燃料会导致电厂过热器/再热器管的严重腐蚀.在这项研究中,首先在铬含量为9％的基体上采用超音速火焰喷涂制备NiCr涂层,然后在表面涂刷Na2SO4、K2SO4和Fe2O3,将其置于700～750°C模拟生物质煤共燃环境中1000小时.使用“涂刷沉积物”测试方法,对比处理前后尺寸,以金属损失分布为依据量化涂层损伤.通过扫描电镜/能谱研究发现,在沉积层与涂层界面生成了Cr2O3保护层,且在氧化层下方存在明显的贫铬区.NiCr涂层提供了适当的腐蚀防护,1000h后中间金属损伤35μm.

摘要： 本发明公开了一种狭小空间超音速火焰热喷涂自动喷枪及其热喷涂装置，所述喷枪从内向外包括由依次连接的燃料雾化器、燃烧室、燃烧室喉部、扩张连接器、喷枪管、枪管调整器构成的核心单元、水冷套以及喷枪外套，在燃烧室内设置有陶瓷片，煤油和高压氧气经燃料雾化器混合雾化后经陶瓷片进入燃烧室，送粉针及点火针经陶瓷片将粉末送入燃烧室并点火实现超音速火焰热喷涂，所述核心单元中燃烧室喉部、扩张连接器、喷枪管、枪管调整器固连为一体，可由传动装置调控自由转动从而控制喷涂方向。本发明通过创新的结构设计，可以有效缩减整个装置所占空间，增加装置可活动范围，且实现喷枪焰流角度可自动调节的功能，可以应用于极为狭小的空间。

摘要： 本发明公开了一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪及其热喷涂装置，喷枪包括喷枪壳体，在喷枪壳体内设置有包括拉瓦尔喷嘴、若干独立燃烧室、枪管的核心单元，在喷枪壳体外设置有水冷套；拉瓦尔喷嘴的扩张段末端与枪管紧固连接，拉瓦尔喷嘴的中段周向均匀安装独立燃烧室，高压空气及喷涂粉末由拉瓦尔喷嘴尾部进入拉瓦尔喷嘴腔内，独立燃烧室用于向拉瓦尔喷嘴腔内喷入油气混合气并点火，水冷套、喷枪壳体、核心单元之间形成多路双层水冷通道。本发明可解决传统方案中为了提高热喷涂效率，单一增大喷枪尺寸所带来的燃烧不充分、温度分布不均匀以及枪体温度和压力过高等问题，具有大焰流尺寸，大功率，高粉末沉积效率，高水冷效率的优势。

摘要： 本发明公开了一种狭小空间超音速火焰热喷涂自动喷枪及其热喷涂装置，所述喷枪从内向外包括由依次连接的燃料雾化器、燃烧室、燃烧室喉部、扩张连接器、喷枪管、枪管调整器构成的核心单元、水冷套以及喷枪外套，在燃烧室内设置有陶瓷片，煤油和高压氧气经燃料雾化器混合雾化后经陶瓷片进入燃烧室，送粉针及点火针经陶瓷片将粉末送入燃烧室并点火实现超音速火焰热喷涂，所述核心单元中燃烧室喉部、扩张连接器、喷枪管、枪管调整器固连为一体，可由传动装置调控自由转动从而控制喷涂方向。本发明通过创新的结构设计，可以有效缩减整个装置所占空间，增加装置可活动范围，且实现喷枪焰流角度可自动调节的功能，可以应用于极为狭小的空间。

摘要： 本发明涉及一种用于制备非晶合金涂层的超音速火焰喷枪及其喷涂方法，超音速火焰喷枪包括燃烧室、拉瓦尔喉管、喷枪枪管和喷枪壳体，其特征在于，所述燃烧室前侧设置有开放式预混室；开放式预混室设置有助燃剂进口和燃料进口，开放式预混室出口处设有点火塞；所述喷枪枪管长宽比为10:1；喷枪枪管上设置有送粉口；所述喷枪壳体内设有冷却水循环管路，喷枪壳体上设有进水口和出水口；送粉口与喷枪枪管夹角为45°。

摘要： 一种超音速火焰喷枪用气体分配装置及其超音速火焰喷枪，该气体分配装置由气体分配装置本体构成，其中，所述气体分配装置本体在圆周方向设置有与该装置本体轴线具有角度的通向燃烧室的斜孔，所述斜孔设置至少为两组。由于分配装置的上述结构设计特点，使得喷枪无需采用氢气点火，点火稳定可靠简单，同时由于喷枪燃烧的稳定性大幅度提高，可以在大范围内调节助燃气在燃烧焰流中的过量程度来冷却燃烧焰流，从而大范围的调节燃烧焰流的温度。

摘要： 本发明涉及油漆喷涂技术领域，且公开了一种超音速火焰喷涂设备，包括底座，所述底座上固定安装有送粉器、供氧器、燃料输送器、冷却机构以及喷枪，所述送粉器、供氧器以及燃料输送器的输出端均于喷枪连通。所述喷枪包括主体，所述主体的内部开设有燃烧室，且主体上贯穿设置有与燃烧室连通的氧气管以及燃料管，所述主体上还贯穿设置有与燃烧室连通的喷管。本发明通过设置冷却机构，相比较传统的水冷机构，本发明中，采用氢气传热，相比较水来说，氢气吸收的热量更多，传热效果也更加好，从而大大的提高了喷枪冷却的速度，相比较传统的喷枪，可以增加工作时间30％以上，从而解决了，传统的喷枪在使用一段时间后，就需要关闭，非常影响喷涂效率。

摘要： 本发明公开了一种蜗壳引水室内壁超音速火焰热喷涂装置及喷涂方法，所述装置包括可连续旋转超音速火焰喷枪、伺服电机、工业机械手、移动座台；移动座台包括可移动的座台主体及支撑部件，工业机械手安装于座台主体上，座台主体与支撑部件配合使得移动座台在喷涂过程中能够绕蜗壳引水室内壁稳定移动，可连续旋转超音速火焰喷枪连接于工业机械手端部，可连续旋转超音速火焰喷枪能够不受喷枪管路限制朝同一方向连续旋转。本发明能够取代实际工程应用中人工喷涂大型蜗壳引水室表面的超音速火焰喷涂工作，解决了因为超音速火焰喷枪管路限制，连续转动喷涂时，管路缠绕扭曲的问题；且大大提高了工程实施效率，提升了涂层的均匀性。

摘要： 本发明提供一种超音速火焰喷涂设备及其喷涂方法，包括空气压缩机，热交换器，主控制柜，增压泵，油箱，氧气汇流排，机壳，底座，送粉器，加长管，超音速火焰喷枪，可角度调节支撑架，可高度位置移动调节杆，防飞溅遗留喷涂粉末收集罩，防粉末污染吸附导出芯和V型连接架。本发明第一衬座，第二衬座，衔接衬座，角度活动杆，滑动管，第三衬座和伸缩调节杆的设置，有利于通过伸缩调节伸缩调节杆，使得滑动管在角度活动杆外壁滑动，此时使得角度活动杆在第一衬座内部移动，并改变角度活动杆的倾斜角度，并使得超音速火焰喷枪改变喷涂角度，最后停止调节伸缩调节杆伸缩工作，以保证喷涂工作的顺利进行。

摘要： 本发明涉及油漆喷涂技术领域，且公开了一种超音速火焰喷涂设备，包括底座，所述底座上固定安装有送粉器、供氧器、燃料输送器、冷却机构以及喷枪，所述送粉器、供氧器以及燃料输送器的输出端均于喷枪连通。所述喷枪包括主体，所述主体的内部开设有燃烧室，且主体上贯穿设置有与燃烧室连通的氧气管以及燃料管，所述主体上还贯穿设置有与燃烧室连通的喷管。本发明通过设置冷却机构，相比较传统的水冷机构，本发明中，采用氢气传热，相比较水来说，氢气吸收的热量更多，传热效果也更加好，从而大大的提高了喷枪冷却的速度，相比较传统的喷枪，可以增加工作时间30％以上，从而解决了，传统的喷枪在使用一段时间后，就需要关闭，非常影响喷涂效率。

摘要： 本发明公开了一种超音速火焰喷涂方法及喷涂装置，该装置包含燃烧室、喉道和喷枪管；该燃烧室具有第一进口端和第一出口端，该第一进口端包含燃料进口喷嘴、氧化剂进口喷嘴、铝粉进口喷嘴及火花塞，该第一出口端内径逐渐减小；该喷枪管具有第二进口端和第二出口端，第二进口端的内径逐渐增大，该第二进口端还设置有喷涂材料粒子入口；第一出口端与第二进口端通过喉道连通，喉道的内径小于第一出口端、第二进口端，其中，燃料选择航空煤油，铝粉为特细铝粉。本发明使用航空煤油作为燃料，热效率、焰流速度更高，获得了更加致密和高结合度的涂层；航空煤油及铝粉的混合燃烧，燃烧更加充分，为焰流提供更大更充足的动力，提高了喷涂效率及喷涂质量。