等离子增强高速电弧喷涂射流特性与Inconel 718涂层性能相关性:Ar/H₂工作气体比例的影响
编号:69
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更新:2026-03-17 16:16:42 浏览:6次
口头报告
摘要
高效制备优异的金属防护涂层一直是热喷涂领域研究的重点。等离子增强高速电弧喷涂技术(PE-HAS)作为一种新型技术,兼具高质量、高效率的涂层制备特点,但其技术特性亟待研究。本文通过ANSYS模拟仿真,结合光谱、SprayWatch 2i原位监测方法,研究不同气体比例下(Ar:H2)下的射流特性。同时,制备了不同气体比例下的Inconel 718涂层,分析气体比例对涂层微观结构、宏观力学与摩擦学性能的影响。结果表明:从喷枪内部到空气域,射流的温度、速度呈现出升高-降低-升高-降低的变化趋势,第二阳极(丝材位置)为射流提供了二次“充能”。H2加入对射流温度、速度的提升具有显著效果,并且H2比例提升,射流能量也进一步提升。PE-HAS在Ar、H2混合气体下的制备效率可达310 μm/次,涂层致密且均匀,孔隙率均低于2%,随着H2比例提升可以抑制氧化物在涂层中的团聚。涂层物相主要为Ni-Cr-Fe固溶体以及少量氧化物组成,在TEM结果中还能发现明显的晶外Cr相析出。相较于纯Ar气制备的涂层,含有H2的涂层具备更出色的机械性能,硬度均高于580 HV0.2,结合强度均高于43 MPa,磨损率均低于5.511 ×10-10 m3/Nm,H2比例提升对硬度与结合强度影响并不明显,但过高的对H2含量会使得涂层的磨损率上升。使用PE-HAS技术制备Inconel 718合金涂层时,适当提高H2比例是优化涂层综合性能的关键途径,可以获得一个氧化物含量适中、致密度高、结合强度好、硬度高且耐磨的涂层。
关键词
PE-HAS模拟仿真;光谱法;Inconel 718涂层;显微组织;机械性能
稿件作者
瑜杰 周
中国地质大学(北京)
嘉杰 康
中国地质大学(北京)
明 刘
陆军兵种大学
国政 马
陆军兵种大学
洁 张
陆军兵种大学
瑞 高
哈尔滨工程大学
启清 彭
陆军兵种大学
凯文 白
中国民航大学
腾达 潘
三峡大学
海斗 王
陆军装甲兵学院再制造国家工程研究中心
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