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纳米涂层企业商机

   [彩虹分割线]研究结果表明当撞击粒子和被撞击表面同时保持固体状态且粒子像液体般“飞溅”于表面时,两者的接合效果比较好。Schuh认为这个新观测到的现象帮他们打开了新的思路,同时这一现象也存在于其他多种金属加工方法中。如今在接合不同金属时,他们所需做的是制造此类非液体状态的“飞溅”,因为固体状态的“飞溅”能够使金属粘合,而液体“飞溅”则不可以。Hassani-Gangaraj认为有了这种新的观测方式,他们就可以通过精确的测量数据来找到获得比较好接合效果所需的条件。这些研究结果可应用于发动机部件的涂层涂装,以便重复利用被磨损的部件,而不是将其丢弃。Schuh说“直接丢弃一台掘土机的旧发动机或将其熔化后重铸都会花费大量资金,但如果只是将它清洗干净,然后使用喷涂涂层的方式对表面进行翻新,就不会存在高昂的成本问题。”但这种经济的做法需要确保被喷涂的涂层具有牢固良好的粘附性。这项新发现除了能改善涂层的施用方式,还能帮助改进某些金属增材制造系统(如3D打印)的设计。对于涂层来说,**重要的是确保一层涂料材料牢固地附着在上一层材料上。采用热喷涂技术不仅能提高机器设备的耐磨损性、耐腐蚀性、耐侵蚀性、热稳定性和化学稳定性。
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   冲刷腐蚀是由电化学腐蚀和机械冲刷过程所引起的材料加速破坏,由于腐蚀性物质存在时腐蚀和冲刷的联合作用所致。炼油厂、电厂、化工车间的一些阀、热交换器及各种旋转设备(叶轮、涡轮、泵等)极易发生冲蚀失效。图1为一个冲蚀失效的某核电站海水冷却泵叶轮(图中箭头所指为冲蚀较严重部位),叶轮材料为0Cr18Ni9(304不锈钢)。图1.发生冲刷腐蚀失效的海水冷却泵叶轮用于抗冲蚀的材料应该同时具有优异的耐蚀性和耐磨性。早期的选材多集中于一些耐蚀性较优的材料,如不锈钢、铜合金等。但较高的成本和较低的抗冲刷性限制了这些材料作为抗冲蚀材料的应用。鉴于冲蚀多发生于零件的表面或局部部位,在低成本的材料表面喷涂不同类型的陶瓷或金属涂层是一种不错的选择。除了可利用这些高硬度的涂层提高其耐冲刷性外,涂层还具有易修复性。超音速火焰喷涂(HVOF)是20世纪80年代兴起的一种热喷涂技术,由于在喷涂时提高了熔滴射流速度并降低了颗粒的过热程度,所制备的涂层具有高硬度、孔隙率低、抗磨损性好等优点,多用来制备耐蚀、耐磨及耐蚀/耐磨合金涂层。HVOF制备的WC-Co-C涂层具有较高的抗冲刷性,但耐蚀性有待提高。
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   HVOF制备的625合金涂层、镍铝青铜涂层、Ni-Cr-Mo-Si-B合金涂层等具有较高的耐蚀性,但耐磨性受限[1-5]。非晶态合金由于不存在晶体材料的晶界、缺点、偏析和析出物等缺点,表现出许多晶态金属所不具备的良好力学性能、优异的耐腐蚀和耐磨性,受到***关注。铁基非晶合金具有较强的非晶形成能力,在保持优异**度、高硬度和耐蚀性的同时,又具有较高的性价比,但较差的塑韧性使其作为一种涂层材料更具应用前景[6-7]。HVOF制备的铁基非晶涂层孔隙率较低,对提高耐蚀性有利。由于在热喷涂过程中,涂层增加到一定厚度,晶化和氧化难以避免,但晶化有利于提高其硬度,对提高耐磨性有利[8-11]。但这种具有优异的耐蚀性和耐磨性的铁基非晶涂层在含沙海水介质中的抗冲蚀性能如何还不得而知。硬质合金涂层是利用涂层方法(如化学气相沉积、物***相沉积等)在硬质合金刀片的表面上涂覆的耐磨的TiC或TiN等薄层。因于其有高的硬度、强度和耐磨性,则被誉为“工业的牙齿”,可用于制造切削工具、***、钻具和耐磨零部件,***应用于**、航空航天、钻井、矿山工具等领域。然而硬质合金的强度和硬度无法同时满足现代工业合金的发展需要,故可提高硬质合金耐磨性的涂层应运而生。

   为底层钢提供电流保护。比如说,如果由于切割边缘,划痕或严重的涂层损坏这类情况致使底层的钢材暴露出来,在钢材开始腐蚀之前也会是周围的涂层首先被腐蚀。电流保护(也称为阴极保护)是由于锌的电负性比铁/钢更强,当锌涂层被涂覆时,它作为一种牺牲阳极首先被腐蚀,底层的钢成为阴极被保护。这种电流腐蚀将持续到阳极材料(锌涂层)完全被消耗。尤其是在建筑中,涂层难免会被刮伤或损坏,所以电流保护是很重要的。正因如此,在保护钢构件时,锌金属涂层优于铝涂层。虽然锌和铝在电流系列性质方面很接近,但是由铝形成的保护性氧化膜是很难穿透的,不会被腐蚀所消耗,因此不会为受损的钢提供电流保护。另一方面,锌涂层所形成的有效屏障不像铝那样具有保护作用,因此它会优先腐蚀而保护受损或暴露的钢。结论金属涂层将屏蔽作用和电流保护相结合,提供了一种在应用、成本和多功能性方面****的腐蚀防护。它们是保护其他金属如钢铁(技术上是金属合金)免受由于腐蚀而降解的有效方法。这种保护可以将易碎金属用于许多要求不高的应用中,否则这些金属是不适用于这些方面。金属处于不稳定状态会发生腐蚀现象,采用防腐蚀涂层是***、**经济、应用**普遍的方法。

   涂层的作用涂层主要是为了进一步提高硬质合金的耐磨性性能,同时也可延长合金工具的寿命,还有:1、提高硬质合金***的使用性能;2、高速切削和高速加工的需要;3、航空耐热合金、复合材料、硬材料等难加工材料机械加工的需要。硬质合金涂层特点硬质合金涂层的制备工艺硬质合金涂层的制备工艺主要有高温化学气相沉积、物***相沉积、等离子化学气相沉积和离子辅助物***相沉积,不同的工艺有不同的涂层机理、优点和缺点。来源:硬质合金***涂层技术的研究进展涂层分类及特点涂层种类大体可分为单渗层涂层、多渗层涂层以及新渗层涂层等。来源:硬质合金***涂层技术的研究进展硬质合金涂层的应用举例1、切削工具:钻头、刀片等。2、耐磨工具,包括各种金属模具、冲头、轧辊、切割***等。发展前景当前切削产业仍然面临着各种问题,其中用户要求越来越高以及要切削的材料特性这两方面问题尤为突出。提升产品质量和增加产品种类,缩短成型周期等成为当前市场经济形势下新的需求,为适应不同的加工环境,模具必须要承受着加倍的磨损、更高的温度和快速形成沉积的考验,与此相应会加大出现粘着、模具损伤等风险。如果不采用高性能的涂层,*依靠使用润滑剂或增加防护的方法。
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   而且能赋予普通材料特殊的功能,诸如高温超导涂层、生物涂层、金刚石涂层、固体氧燃料电池(SOFCs)电极催化涂层等,因此,热喷涂技术必然会愈来愈引起人们的重视,并在各个工业领域获得越来越***的应用。但是,实际零部件因其材质、形状、大小及其应用环境、服役条件等存在很大差别,要想成功采用热喷涂涂层来解决所面临的技术问题,必须遵循特定的过程,其中,**重要的有以下五个关键过程。1.准确分析问题所在,明确涂层性能要求;2.合理进行涂层设计,包括正确选择喷涂材料、设备、工艺及遵循严格的涂层质量性能评价体系等;3.优化涂层制备工艺;4.严格控制涂层质量;5.涂层技术的经济可行性分析。涂层设计起着承上启下的作用,是采用热喷涂技术成功解决实际问题的基础,是所有环节中**重要的环节之一,在进行涂层设计时要考虑涂层所涉及到的各个环节,具有明显的系统特性。因此,为了获得满足使用性能要求的涂层,在进行喷涂前,必须进行周密、合理的涂层设计。热喷涂涂层设计的主要内容包括:***,根据零部件表面所处的工况条件或对已经发生表面失效的零部件的分析结果,确定零件表面涂层或表面涂层体系的技术要求。
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