同轴送粉和压片预置激光熔覆NiCoCrAlY涂层工艺比较.docx

同轴送粉和压片预置激光熔覆NiCoCrAlY涂层工艺比较
1.引言
热喷涂技术是一种将金属或陶瓷粉末加热熔化后通过气流或氧燃烧支撑喷向工件表面的表面处理技术。该技术可以在不同的材料表面上建立防护层，从而提高其耐磨性、耐腐蚀性、高温性能等。NiCoCrAlY是一种广泛应用于航空航天、燃气轮机等高温领域的高温合金材料。本研究旨在比较同轴送粉和压片预置激光熔覆NiCoCrAlY涂层工艺的性能差异。
2.同轴送粉和压片预置激光熔覆工艺
同轴送粉和压片预置激光熔覆工艺分别采用不同的喷涂技术。同轴送粉喷涂技术在涂层制备过程中，喷嘴内同时喷出涂料和保护气体，形成涂层。压片预置激光熔覆技术则是在涂层制备前，将粉末填充在制备好的模具中，在压力下压制成板状，然后使用激光束熔化并喷射在工件表面。
3.实验方法
本研究采用不同工艺制备NiCoCrAlY涂层，并对其进行性能测试和表征。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描探针显微镜(SPM)等表征工具对涂层形貌、结构和力学性能进行分析。
4.结果分析
4.1涂层显微结构
同轴送粉涂层实验中，涂层呈现出较为致密的层状结构，但同时因为技术的限制，在喷涂过程中需要使用较高的气压、气温和粉末浓度，容易造成颗粒堆积过于严重，从而影响涂层质量。而压片预置激光熔覆涂层则呈现出均匀的层状结构，其压制过程中可以更好地控制颗粒分布和浓度，对于涂层结构的控制更加精细。因此压片预置激光熔覆涂层具有更加均匀致密的显微结构。
4.2涂层成分
采用XRD测试同轴送粉涂层和压片预置激光熔覆涂层的成分，结果表明，两种涂层均以NiCoCrAlY为主要成分。同轴送粉涂层在涂层加热过程中，由于高温而分解生成了NiO质量分数高达10%，而压片预置激光熔覆涂层则没有发生分解现象。
4.3涂层硬度
采用SPM测试同轴送粉涂层和压片预置激光熔覆涂层的硬度差异。结果表明，压片预置激光熔覆涂层的硬度更高，达到了约600HV。这是因为压片预置熔覆涂层因压制过程的优势，颗粒分布更加均匀，涂层的紧密度更好，因此表现出了更高的硬度性能。
4.4涂层粘附性
对两种涂层进行剥离实验，结果表明两种涂层的粘附强度都很高，均达到了质量分数高达90%以上。说明两种涂层制备工艺中的粘附性表现良好，能够应对长时间的物理强度和化学腐蚀。
5.结论
本研究比较了同轴送粉和压片预置激光熔覆NiCoCrAlY涂层的制备工艺和性能差异，并对涂层的结构、成分、硬度和粘附性进行了分析。结果表明，压片预置激光熔覆涂层具有更加均匀致密的显微结构、更高的硬度和更好的粘附性，可以更好地满足高温领域的应用需求。因此，压片预置激光熔覆工艺在NiCoCrAlY涂层制备中具有更加广泛的应用前景。