王东生
,
田宗军
,
张少伍
,
屈光
,
沈理达
,
黄因慧
材料保护
为了深入了解激光多层熔覆工艺与涂层性能之间的关系，采用压片预置式激光多层熔覆工艺制备了纳米Al：O3-13％TiO2（质量分数）陶瓷层；通过3因素3水平正交试验分析了激光熔覆熔池闭环控制温度、超声振动频率及保温箱预热温度对涂层结合强度的影响，并对激光熔覆．工艺参数进行了优化；通过扫描电镜（SEM）和结合强度测试研究了最优工艺下所得涂层的形貌和性能。结果表明：影响涂层结合强度的因素主次顺序依次为熔池闭环控制温度、保温箱预热温度、超声振动频率；激光多层熔覆纳米Al2O3-13％TiO2涂层最佳工艺参数为熔池闭环控制温度2500oC，超声振动频率50kHz，保温箱预热温度400℃；优化工艺熔覆的涂层各层之间无明显界面，涂层内部致密、连续，基本无孔隙及贯穿性大裂纹，涂层结合强度明显提高。达66．3MPa。
关键词:
激光熔覆
,
多层熔覆
,
纳米A1203-13％Ti02陶瓷涂层
,
涂层形貌
,
工艺参数优化
朱军
,
田宗军
,
刘志东
,
沈理达
,
黄因慧
,
王桂峰
,
陈斐
机械工程材料
在喷射电沉积过程中加入硬质颗粒摩擦辅助装置，快速成型了金属铜零件；采用光学显微镜观察了铜零件的表面形貌，采用显微硬度仪对其硬度进行了测试，采用万能材料试验机对其抗压和抗拉强度进行了测试。结果表明：采用该方法可快速成型形状良好、表面平整、晶粒细小的零件；其硬度分布均匀，平均为353．28HV，抗压性能较好，强度为675MPa；x方向抗拉、屈服强度分别为390，372MPa；z向拉伸强度虽有所降低，但仍优于工业用冷轧铜的。
关键词:
铜
,
喷射电沉积
,
快速成型
,
硬质颗粒
田宗军
,
王东生
,
沈理达
,
刘志东
,
黄因慧
材料热处理学报
采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在TiAl合金表面制备了纳米Al_2O_3-13wt%TiO_2复合陶瓷涂层.为了使重熔后的陶瓷涂层保留一定的纳米结构组织,采用相对较低的激光功率和能量密度进行重熔.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层形貌、微观结构和相组成.结果表明,等离子喷涂纳米陶瓷涂层由纳米颗粒完全熔化区和部分熔化区两部分组成,具有等离子喷涂态的典型层状结构;由于受到激光功率、能量密度、陶瓷材料热物性参数和涂层厚度等因素的综合影响,重熔后陶瓷涂层出现了明显的分层结构特征;依据组织形态的不同,可将其大致分为:重熔区、烧结区和残余等离子喷涂区.重熔区由致密细小的等轴晶组成,并且保留了部分来源于原等离子喷涂部分熔化区的残留纳米粒子.由于等离子喷涂过程中涂层沉积时的快速凝固作用,涂层以亚稳相γ-Al_2O_3为主,经过激光重熔处理后,γ-Al_2O_3又重新转变为稳定相α-Al_2O_3.
关键词:
激光重熔
,
等离子喷涂
,
纳米陶瓷涂层
,
微观组织
王东生
,
田宗军
,
王松林
,
沈理达
,
黄因慧
材料保护
为了探讨激光重熔对等离子喷涂常规和纳米热障涂层（TBCs）的影响，采用等离子喷涂工艺在γ—TiAl合金表面制备了常规和纳米ZrO2—7％Y2O3TBCs，并对其进行激光重熔处理，研究了等离子喷涂常规TBCs、激光重熔一等离子喷涂常规TBCs、等离子喷涂纳米TBCs及激光重熔．等离子喷涂纳米TBCs4种涂层在850℃=下的抗热震性能。结果表明：4种TBCs热震失效次数依次为73，118，146，163次，相应的热震破坏形式分别为整体剥落、局部剥落、边角剥落和局部剥落；纳米结构有利于提高涂层的抗热震性能；激光重熔在一定程度上改善了等离子喷涂层的抗热震性能。
关键词:
激光重熔
,
ZrO2-7％Y2O3热障涂层
,
等离子喷涂
,
抗热震性能
朱本苓
,
刘志东
,
王桂峰
,
田宗军
,
沈理达
,
朱军
材料科学与工程学报
针对电沉积工艺中沉积层表面和边缘容易产生积瘤、毛刺等缺陷,在电沉积过程中加入了摩擦辅助装置,并与快速成形技术相结合,提出了一种基于离散/堆积原理的摩擦电沉积快速成形技术,用于简单、快捷、低成本地直接成形金属零件。通过快速成形金属铜制件试验表明：紧贴阴极表面的实时动态的撞击和摩擦,能有效地去除沉积层表面的吸附气泡和积瘤,获得表面平整光亮的电铸层;摩擦电沉积快速成形技术能够综合快速成形和电铸技术的优点,有效降低设备复杂度和零件成本,直接快速制造出形状复杂、结构致密、组织均匀的精密金属零件。
关键词:
电沉积
,
快速成形
,
摩擦
,
铜
王东生
,
田宗军
,
王松林
,
杨斌
,
沈理达
,
黄因慧
材料导报
为了深入研究等离子喷涂纳米Al2O3-13 ％TiO2(质量分数)工艺参数与涂层性能之间的关系,采用正交试验设计法,针对等离子喷涂过程中喷涂距离、喷涂电流、主气压力及辅气压力等4个主要参数,选用L9(34)正交表,以涂层结合强度为指标开展制备工艺参数的优化.结果表明,影响涂层结合强度的因素主次顺序是喷涂电流、喷涂距离、主气压力、辅气压力；等离子喷涂纳米Al2O3-13％TiO2最佳工艺参数为:喷涂距离110mm,喷涂电流870A,主气压力0.31MPa,辅气压力0.97MPa,优化工艺喷涂的涂层结合强度达到31.5MPa.
关键词:
等离子喷涂
,
纳米涂层
,
工艺参数
,
正交试验设计
,
优化
王东生
,
田宗军
,
张少伍
,
曲光
,
沈理达
,
黄因慧
材料保护
纳米陶瓷具有高韧性和超塑性等独特的性能,用于制备涂层可极大地提高其耐冲蚀性能.以常规和纳米团聚体Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备了2种陶瓷涂层.比较了2种涂层的微观结构、结合强度和抗冲蚀性能,探讨了涂层的冲蚀破坏机理.结果表明:常规涂层呈典型的层状堆积特征,有一定的孔隙且分布有微裂纹;纳米结构涂层由部分熔化区以及完全熔化区组成,呈双相组织结构;常规陶瓷涂层表现为典型的脆性冲蚀特性,纳米结构陶瓷涂层呈明显的脆性冲蚀特性,同时有一定程度的塑性冲蚀特征,具有较好的结合强度及抗冲蚀性能.2种等离子喷涂层的冲蚀磨损都以片层状脱落为主,同时有一定程度的脆性陶瓷颗粒破碎.
关键词:
等离子喷涂
,
陶瓷涂层
,
纳米结构
,
TiAl合金
,
抗冲蚀性能
徐诚
,
沈理达
,
田宗军
,
刘志东
,
马云
,
朱军
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201507007
在硅基底上利用喷射电沉积法制备铜/钴多层膜和单层纯铜膜,研究了多层膜的形貌、多层膜和单层铜膜与基体的结合力以及划痕方向对膜基结合力的影响.结果表明:对硅基底进行抛光处理可使膜基结合力减小,粗化处理可在一定程度上提高膜基结合力;多层膜与基底的结合力大于单层铜膜与基底的结合力;当划痕方向平行于工件运动方向时,膜层中的内应力变化不均匀,很容易造成应力累积而使得临界载荷减小,从而使得膜基结合力明显小于划痕方向垂直于工件运动方向时的膜基结合力.
关键词:
喷射电沉积
,
硅
,
铜/钴多层膜
,
结合力
张磊
,
沈理达
,
刘志东
,
朱军
,
马云
材料科学与工程学报
本试验在不同的工艺参数下,分别用常规喷射电沉积以及摩擦喷射电沉积技术在石墨基底上制备钴沉积层,并对样件进行硬度检测以及微观形貌观察.结果表明,两种试验条件下,沉积层硬度随电流密度的增加均呈先增后减趋势并随着阴极转速的增大而增高,摩擦条件下的沉积层硬度相对更高(最大硬度值为581HV).此外,硬质粒子机械摩擦工艺下的晶粒的沉积堆叠过程发生了改变,表层由岛状突起变为均匀沉积.
关键词:
喷射电沉积
,
摩擦
,
钴
,
硬质粒子
,
硬度
高雪松
,
黄因慧
,
田宗军
,
刘志东
,
沈理达
,
王桂峰
材料热处理学报
以常规和纳米团聚体ZrO3-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TC4钛合金表面制备了常规和纳米结构陶瓷涂层,并对其进行冲蚀实验,研究了涂层微观组织和性能对涂层抗冲蚀性能的影响,以及不同工艺参数下涂层冲蚀性能.用扫描电镜(SEM)和XRD分析了涂层组分和微观结构,同时利用显微硬度计对涂层的硬度进行了测试.结果表明,等离子喷涂纳米ZrO2涂层抗冲蚀性能明显高于常规ZrO2涂层.当冲蚀角为90°时冲蚀失重最大,表现为脆性冲蚀,随着速度的增大冲蚀失重也随之增加.等离子喷涂纳米ZrO2涂层由熔化区和部分熔化区组成,部分熔化区属微纳米结构,熔化区在沉积急冷和冲击应力的作用下会形成细晶,微纳米结构与细晶共同作用下的纳米陶瓷涂层的平均粒度将远远小于常规陶瓷涂层的平均粒度,使其硬度增加;微纳米区域在涂层中其局部晶界的强度特别高,裂纹难以沿着晶界扩展,起到了良好的增韧的作用,硬度和韧性的提高使涂层的抗冲蚀性能增强.
关键词:
等离子喷涂
,
纳米ZrO2涂层
,
TC4合金
,
冲蚀
