您好!欢迎来到佛山市炫科热喷涂有限公司!本公司主营打砂喷锌,氧化铝喷涂,氧化铬喷涂,陶瓷喷涂,碳化钨喷涂,超音速喷涂,等离子喷涂

热喷涂工程施工一级资质,12年品质保障

热喷涂、超音速喷涂、等离子喷涂、陶瓷喷涂、碳化钨喷涂

  • 技术咨询热线136 0030 5689

资讯动态

您当前的位置: 首页 > 新闻资讯 > 资讯动态

关于氧化铝喷涂工艺的研究

更新时间  2018-06-05 09:14:50 阅读

氧化铝喷涂工艺最近被考虑用于制备半导体介质涂层和航空发动机涡轮叶尖涂层的致密氧化铝涂层。然而,由于氧化铝喷涂工艺的火焰温度低于等离子喷涂工艺,需要对关键工艺参数进行良好的控制,以获得正确的涂层特性。本文介绍了一种用于制备氧化铝涂层的TopGun 氧化铝喷涂系统的实验研究设计结果。测定了孔隙率、氧化铝相类型、显微硬度、表面粗糙度和附着力等关键参数对涂层性能的影响。这些参数包括氧气和氢燃料气体流量,以及喷雾距离。根据研究结果,提出了关键参数的控制和涂层特性的可预期范围的建议,详细参考氧化铝喷涂工艺的标准:氧化铝喷涂的标准与说明


一、氧化铝喷涂工艺导言



1.热喷涂氧化铝具有良好的耐磨性和较高的硬度,可在高温下保持。氧化铝用于各种磨损应用,特别是在遇到低应力磨损时。它还具有较高的介电强度,在室温下,通常用于提供电气绝缘屏障。其他应用包括涡轮叶片尖端涂层在航空发动机中的应用,以及石油化工、纸浆、纸张和纺织工业中泵和机械部件的抗滑动和磨料磨损涂层。


等离子喷涂通常用于沉积氧化物陶瓷涂层。然而,氧化铝喷涂也被用于一些氧化物陶瓷涂层,以达到改善磨损性能的目的,本文采用实验设计的方法,研究了用顶炮氧化铝喷涂系统制备氧化铝涂层的喷涂参数设置。与等离子喷涂工艺相比,氧化铝喷涂工艺火焰温度较低,有必要对工艺参数进行良好的控制,以达到正确的涂层特性。


测定了氧气、氢气气体流量、喷涂距离对涂层孔隙率、氧化铝相类型、显微硬度、表面粗糙度和与钢基体的粘附等性能的影响。根据研究结果,提出了关键参数的控制和涂层特性的可预期范围的建议。


2.氧化铝喷涂涂层制备


氧化铝喷涂研究实验

氧化铝喷涂系统在S 355 J2G3碳锰钢上制备了氧化铝涂层。利用Praxair表面技术公司生产的Al-1110-HP粉末制备了标称尺寸为5~22m的涂层。采用粒度为60目的氧化铝砂粉碎法制备了基片表面,并在涂层前进行了空气清洗和脱脂处理。


特征和粘着试验件安装在转盘的周长上。炮轴垂直对齐,指向转台旋转轴,旋转轴设置为垂直旋转轴。转台的转速设定为试件的横穿速度为1ms,直到32道通行证已经完成,以沉积表面上300米厚的涂层。


3.氧化铝喷涂实验程序



采用两个附加中心点的两级阶乘实验设计,研究了三个参数的作用。考察了喷雾距离、氢流量和氧流量三个参数。实验设计涉及10种涂层的制备和表征。喷施条件表1。喷雾距离(A-)的下凝度为152 mm,上凝度(A+)为229 mm。氢气流量B-为1530 scfh,B+为1766 scfh,氧流C-为540 scfh和C+620 scfh。然后对涂层进行检测,以确定涂层的微观结构、沉积特性、表面粗糙度、显微硬度和涂层附着力。这些测量结果为实验方法的设计提供了响应数据。


用标准金相技术制备了喷涂层的横截面。然后测量涂层厚度,并拍摄扫描电镜图像。针对涂层截面进行了维氏显微硬度的测试,载荷为300 g。制作了10个压痕,硬度值表示为平均值,标准差。


用SURFCOM300B仪器,用5m金刚石笔尖和4mN作用力,用针形轮廓术测量了镀层的表面粗糙度。值以m为单位,作为粗糙度平均值(Ra)引用。


按ASTM标准C633-01测定涂层附着力。它由一个装料夹具的一个表面涂覆,并将该涂层与一个高强度结构胶粘剂(商标FM 1000)的无涂层装料夹具的表面粘合在一起。该组件被放置在带有自对准装置的拉伸加载机中。拉伸载荷以1mm/min增加,破坏时记录载荷。对每一种涂层类型,测量了五个试件的粘着度,并以平均值表示,标准差为标准差。


用x射线衍射法测定了粉末喷涂前和涂层中的晶相。利用Philips PW 1410 x射线衍射仪,在20°~60°2θ范围内,利用Cukα辐射源采集样品。测量的峰位与JCPDS粉末衍射文件中的标准值相匹配,以确定存在的晶相。α-Al的相对比例2O3采用直接比较法对涂层中α-氧化铝的113个平面和γ-氧化铝的400个平面的衍射峰高进行了估算。


沉积速率以每道次沉积厚度和单位时间沉积重量来衡量。镀层厚度是根据涂层截面的测量结果确定的。为了给出每道次镀层厚度的大小,将涂层厚度除以形成涂层所需的孔型总数。


两种特征测试件在涂覆前后也进行了称重,以确定涂层沉积的重量。沉积重量除以喷雾射流撞击特征测试件表面的总时间。这给出了一个沉积速率,以单位时间沉积的重量表示。并计算了单位时间内粉末对表征试片的冲击量。用该方法计算出的冲击粉末重量,对沉积在试件上的涂层的实际测量重量进行除法,得出沉积效率的值,实际应用参考:氧化铝喷涂沉积保护涂层


4.氧化铝喷涂的结果和讨论


给出了测量的涂层特性。表2。该表明,涂层厚度为258~342 m,目标涂层厚度为300 m。氧化铝的沉积速率为4.5~6.5g/min,沉积效率为47%~68%。


喷涂层的表面粗糙度均较低,从1.27 mrA提高到1.93 mrA。涂层的附着力在14~38 MPa之间,基体涂层界面发生失效。


所有涂层截面的显微硬度值在856~1212 HV之间。显微硬度最小和最大的涂层截面的背散射扫描电镜图像显示在Fig.1。这些截面显示了涂层孔隙率的变化,低镜面硬度涂层的孔隙率最大。

Copyright © 佛山市炫科热喷涂有限公司 版权所有 粤ICP备18033865号 技术支持:希立科技

佛山炫科机电主营:超音速喷涂、等离子喷涂、碳化钨喷涂陶瓷喷涂、氧化铬喷涂、氧化铝喷涂、打砂喷锌等产品。 | 网站地图

官方微信
客服电话