中国表面工程

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王茂才,谢玉江

中国表面工程. 2009, 22(6): 9-14.

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在分析微弧火花沉积工艺产生的单熔体快速凝固过程的基础上,提出将微弧火花沉积用于制备具有定向凝固特征的防护涂层.结果表明:采用微弧火花沉积可在定向凝固高温合金表面获得超细的胞状柱晶结构、外延生长的MCrAlY涂层.与激光外延生长涂层相比,微弧火花外延涂层能够保持完全的柱状晶结构,而激光外延涂层表层通常会形成等轴晶层;另外,在组织均匀性、组织粗细、界面熔合区大小等方面微弧火花涂层具有明显的优势.

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新型锆酸盐基热障涂层材料的研究进展

王铀,王亮

中国表面工程. 2009, 22(6): 15-18.

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简要回顾了传统7±1 %Y_2O_3稳定的ZrO_2(YSZ)热障涂层的研究现状,指出YSZ涂层在高温热循环下存在着相变,抗烧结能力差等缺点.鉴于新型稀土锆酸盐系列由于具有热导率低、抗烧结能力强等优点而被认为有望作为新一代热障涂层候选材料,重点概述了目前国内外在这种热障涂层材料的陶瓷块体制备及涂层材料方面的研究现状,并进一步探讨了未来新型稀土锆酸盐基热障涂层的发展方向.

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舰船防污涂层技术的发展现状与趋势

马世宁,张占平

中国表面工程. 2009, 22(6): 19-23.

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分析了国内外舰船防污涂层技术的发展现状及新型无毒防污涂料研发的最新进展,指出新型防污涂层技术将向着防污涂料的无毒化、成膜物质的水性化、颜填料的超细化和防污机理的协同化方向发展,低表面能防污涂料将成为无毒防污涂层技术发展的主流.

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新型化学反应法制备SiC/Al₂O₃复相陶瓷涂层

肖平,杨大祥,赵晓峰,Ian Shapiro,Eddie Lopez Honorato,宋永才

中国表面工程. 2009, 22(6): 24-29.

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陶瓷涂层材料以其高硬度、耐腐蚀、耐高温、抗氧化等一系列优点,在航空航天、武器装备、核工业、石油化工等领域具有广阔的应用前景.SiC/Al_2O_3复相陶瓷在常温和高温下都具有较好耐磨性和化学稳定性,是一种极具工程应用前景的复合陶瓷材料.本研究采用优质陶瓷先驱体聚合物PCS,添加惰性填料SiC纳米颗粒和活性填料金属Al粉共同作用,克服了先驱体法制备陶瓷材料中存在较大体积收缩的缺点,在金属基体上制备了单层厚度可达50 μm的致密SiC/Al_2O_3复相陶瓷涂层,复相陶瓷涂层中的SiC来自于先驱体PCS热解转化的SiC和添加的纳米SiC颗粒;其中的Al_2O_3来自于金属Al粉的氧化.该化学反应方法在金属基体上成功地制备出连续、致密的SiC/Al_2O_3复相陶瓷涂层,既简单又方便,表现出极大的应用潜力.

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表面粗糙度对硅橡胶材料表面超疏水性的影响

周蕊,金海云,高乃奎,彭宗仁,乔冠军,李西育,金志浩

中国表面工程. 2009, 22(6): 30-33.

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采用一种简单的方法制备出了硅橡胶超疏水性表面;将模具内表面做成一定的粗糙度;按照常规成型工艺,将液体硅橡胶浇注在模具内使其固化,待固化完毕后脱去模具,得到不同粗糙度的表面.经过接触角测量仪测定和扫描电子显微镜分析,结果表明:当硅橡胶表面粗糙度Ra=6.63 μm时,在其表面形成了类似于荷叶的乳突结构;在乳突表面还有亚微米级的小颗粒存在,形成了微米亚微米两级的粗糙结构,材料表面与水的静态接触角为153.5°,滚动角为8°,材料具有超疏水性;当硅橡胶表面粗糙度 Ra<6.63 μm时,材料表面的静态接触角随着表面粗糙度的增加而增加,当Ra=6.63 μm,静态接触角出现最大值153.5°.当表面粗糙度Ra>6.63 μm,材料表面的静态接触角随着表面粗糙度的增加而减小.

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进气方式对热丝CVD制备金刚石薄膜的影响

魏秋平,王玲,余志明,陈永勤,马莉,龙航宇

中国表面工程. 2009, 22(6): 34-38.

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采用超高真空热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,以甲烷和氢气为反应气体,在YG13(WC-13%Co)硬质合金基体上沉积金刚石薄膜.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)对金刚石薄膜进行检测分析,研究了反应气体的不同进气方式对金刚石薄膜的影响.结果表明,随着进气方式的改变,基体周围气氛的组成、密度和分布受到影响,金刚石薄膜的形核密度、表面形貌、生长织构均有明显的变化,所得金刚石晶粒的生长参数多为1.5<α<3,3~(1/2)/2<г<3~(1/2).

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纳米SiO₂/碳纤维增强复合贴片修复损伤铝合金板力学性能研究

李长青,张建辉,宋巍,朱乃姝

中国表面工程. 2009, 22(6): 39-44.

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采用碳纤维与自行研制的室温快速固化胶粘剂复合,制备复合贴片,研究了碳纤维表面处理工艺以及填加纳米SiO_2对复合贴片修复损伤铝合金板力学性能的影响.结果表明:对于同一种复合贴片,分别采用碳纤维表面氧化活化处理工艺和填加纳米SiO_2两种方法改进,可使损伤铝合金板拉伸强度各自提高10 %和20 %;若将两种方法结合应用时,则可使损伤铝合金板拉伸强度提高60 %;利用微脱粘法表征碳纤维-胶粘剂基体界面剪切强度,其平均提高幅度达46 %;SEM观察发现碳纤维-胶粘剂基体-铝合金板三者界面结合紧密.

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微喷砂预处理对硬质合金上沉积类金刚石薄膜结合力的影响

胡芳,代明江,林松盛

中国表面工程. 2009, 22(6): 45-50.

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针对镀前不能使用高能离子轰击清洗的硬质合金工件,采用正交法设计微喷砂工艺,用320目白刚玉对YG6硬质合金样品进行微喷砂预处理后,利用阳极层流型气体离子源和非平衡磁控溅射复合技术制备梯度过渡类金刚石薄膜.结果表明:类金刚石薄膜厚度为2.7 μm,平均显微硬度高达2 677 HV_(0.025,15),平均摩擦因数低至0.105;未预处理的硬质合金样品的膜/基结合力为30 N,而微喷砂预处理后的样品,其膜/基结合力显著提高,最高可达55.7 N;微喷砂各个因素对膜/基结合力的影响程度不同,其中喷砂压力是主要影响因素,喷砂距离和喷砂时间影响较小;优化后的微喷砂预处理工艺参数是:喷砂压力:0.10 MPa;喷砂距离:75 mm;喷砂时间:120 s.

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高速电弧喷涂雾化过程的数值模拟

陈永雄,梁秀兵,刘燕,白金元,徐滨士

中国表面工程. 2009, 22(6): 51-56.

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建立了高速电弧喷涂枪喷嘴结构气体流动的三维CFD模型,模拟了喷嘴的自由射流、以及气流喷向基体时的射流分布特征.在此基础上,计算了雾化熔滴在气体射流作用下的飞行轨迹,并通过对比实验测量了喷涂粒子的雾化性能.数值模拟结果显示,气体射流并非呈完全的轴对称分布,在丝材相交的平面和垂直于该平面的方向上,气流速度分布差别明显;在距基体约25 mm的射流中心附近位置,气体速度迅速下降,这为雾化熔滴的高速沉积提供了条件.另外,雾化粒子的数值模拟与实验结果相一致,都呈现出了中间高边缘低的速度分布特征.

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用于铸管模修复的抗热疲劳堆焊材料试验研究

朱厚国,赵昆

中国表面工程. 2009, 22(6): 57-62.

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通过铸管模的材质、服役条件、失效形式及失效机理分析,给出了用于铸管模修复的抗热疲劳堆焊材料研究试验方案.采用自约束热疲劳模拟试验方法研究了不同合金含量范围的耐热钢类堆焊材料对热疲劳性能的影响,为铸管模堆焊材料的细化研究打下了基础.研究表明,低合金耐热钢堆焊材料适用于铸管模的堆焊.

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机械能助渗锌及其海洋环境防腐蚀效果

马青华,付大海,董作敬

中国表面工程. 2009, 22(6): 63-68.

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对机械能助渗锌的工艺、渗锌层的组织结构、渗锌层在海洋环境中的防蚀性能进行了分析,讨论了机械能对渗锌的作用及合金化对渗层耐蚀性的影响,认为机械能促进了渗层中Zn-Fe合金(主要为FeZn_4相)的形成,渗层中Zn-Fe合金化是其耐蚀性能优异的主要原因,并在与不锈钢对比试验的基础上,总结出机械能助渗锌是海洋环境钢铁紧固件有效的防腐蚀方法.

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高硬度CO₂气保护堆焊药芯焊丝的研制及其耐磨性能研究

李国栋,栗卓新,李红,王阳阳

中国表面工程. 2009, 22(6): 69-74.

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研制了一种高硬度气保护堆焊药芯焊丝.对含钨量分别为3.26%,4.13 %,6.15 %,8.26 %的堆焊层性能进行了研究.利用显微照相仪观察堆焊层的金相组织,对堆焊层进行了点扫描及湿磨粒磨损试验.研究结果表明,堆焊层的组织为马氏体和残余奥氏体,碳化物呈球状,弥散分布于基体内,为堆焊层不均匀结晶的结果.堆焊层中含钨量为6.15 %时,热处理后的平均洛氏硬度值为59 HRC,磨损失重量为0.097 g.含钨量继续增加时,硬度值略有下降,耐磨粒磨损性能略有提高.

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微束等离子喷涂Mo涂层

赵秋颖,贺定勇,蒋建敏,李晓延

中国表面工程. 2009, 22(6): 75-79.

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采用微束等离子喷涂方法在Q235上制备了Mo涂层.研究喷涂电流、喷涂距离对涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构并计算孔隙率,测试涂层的显微硬度和结合强度,并记录粉末沉积率.结果表明,在本试验条件下微束等离子喷涂电流与喷涂距离对涂层组织和性能产生较大的影响.适当工艺参数条件下粉末沉积率高于80 %,可以获得显微硬大于400 HV_(0.1),平均结合强度仍然大于40 MPa的涂层.

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自动化等离子堆焊技术在发动机缸体再制造中的应用

向永华,徐滨士,吕耀辉,姜祎,刘存龙,夏丹

中国表面工程. 2009, 22(6): 80-86.

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在构建自动化粉末等离子堆焊再制造系统的基础上,选择Ni15合金粉末为堆焊材料,通过发动机缸体止推面再制造堆焊试验对再制造系统进行了验证,并对堆焊组织进行了金相及能谱分析,表明堆焊层组织没有任何气孔、裂纹等冶金缺陷.底部能谱分析表明,底部组织由Ni、Fe中固溶Cr形成的奥氏体基体和基体上弥散分布的碳化物硬质相及其共晶组织组成,平面晶区域有明显的溶碳现象.硬度测试表明,堆焊层除熔合区因溶碳硬度较高,达200 HV,其余区域硬度值与基体相当,达130 HV.每再制造一个发动机缸体止推面,约消耗合金粉末40 g,材料成本不到20元,具有显著的节材及经济效益.

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人工神经网络方法预测P110油套管钢稀土渗铬层的厚度

林乃明,谢发勤,钟涛,吴向清,田伟

中国表面工程. 2009, 22(6): 87-91.

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利用人工神经网络原理,建立了反映P110油套管钢(P110钢)稀土渗铬工艺参数与渗铬层厚度关系的预测模型.结果显示:该模型可以对选定工艺条件下渗铬层厚度进行良好的预测,预测结果在合理的误差范围内,建立的模型是可靠的,可以通过此模型优化工艺参数,实现P110钢稀土渗铬层厚度预测.

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2009年, 第22卷, 第6期　刊出日期：2009-06-19
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