超音速火焰喷涂涂层替代电镀硬铬
等离子热喷涂和超音速火焰喷涂
调研报告：等离子热喷涂与超音速火焰喷涂的区别、优缺点及成本对比一、工艺原理1. 等离子热喷涂：等离子热喷涂是一种通过将喷涂材料加热到熔融状态，然后以高速喷射到工件表面形成涂层的工艺。
等离子体作为一种高温热源，能够将涂料加热至熔融状态，使其在被喷涂时具有较高的流动性。
2. 超音速火焰喷涂：超音速火焰喷涂是一种利用高温燃气和高速喷射技术将喷涂材料喷射到工件表面的工艺。
该工艺使用燃气燃烧产生的高温高速气流将涂料加热并加速，使其以极高的速度喷射到工件表面。
二、涂料特性1. 等离子热喷涂：等离子热喷涂的涂料种类较多，包括金属、合金、陶瓷等材料。
由于等离子体的高温特性，能够保证涂料在熔融状态下的流动性，因此适用于喷涂较厚的涂层。
2. 超音速火焰喷涂：超音速火焰喷涂的涂料种类包括金属、非金属陶瓷等材料。
由于高速喷射的特性，适用于喷涂较薄的涂层。
三、涂层性能1. 等离子热喷涂：等离子热喷涂形成的涂层具有较高的结合强度、硬度和耐磨性。
同时，由于涂料在熔融状态下流动性较好，能够形成较致密的涂层结构。
2. 超音速火焰喷涂：超音速火焰喷涂形成的涂层具有较高的结合强度和硬度。
由于高速喷射的特性，形成的涂层具有较小的孔隙率，具有较好的防腐蚀性能。
四、优缺点1. 等离子热喷涂：优点：形成的涂层结合强度高、硬度较好；适用于喷涂较厚的涂层；可用于不同材料的喷涂。
缺点：设备成本较高；操作过程中需要消耗大量能源；高温下容易引起材料氧化。
2. 超音速火焰喷涂：优点：高速喷射形成的涂层结合强度高、防腐蚀性能好；设备成本相对较低；操作过程中能源消耗较少。
缺点：形成的涂层较薄，需多次喷涂才能达到预期效果；对于某些材料，易引起氧化和热损伤。
五、成本对比1. 等离子热喷涂：由于设备成本较高，操作过程中需要消耗大量能源，因此等离子热喷涂的成本相对较高。
2. 超音速火焰喷涂：设备成本相对较低，操作过程中能源消耗较少，因此超音速火焰喷涂的成本相对较低。
某型舰辅汽轮机转子汽封轴颈磨损改性修复及其摩擦磨损性能研究
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｗ Ｃ 一１ Ｃｏ ｃ ａｉ ｇ ａ ｄ ｅｅ ｔｏ ｉ ａ ｄ ｃ ｒ ｍｅ ｃ ａ ｉｇ ｗｅ ｅｐｒ ｐ ｒ ｄ ｏ ５ ｓｅ ｌｂ ａ ｓ ｏ ｉ ｈ ｓｒ ｃ ： ２ ｏ ｔｎ ｎ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｈ ｒ ｈ ｏ ｏ ｔ ｒ ｅ ａ ｅ ｎ ４ ｔｅ ｙ ｍｅ ｎ ｆｈ ｇ ｎ
某 型舰 自 ２ ０ ０ ６年 １ ０月服役 以来 ，部 分辅 汽 轮
运行 的技 战术性 能 。基 于这一 情况 ，为提 高汽封 轴
颈表 面 的耐磨 耐腐性 ，生产厂 家在新 品制 造时 ，对
机转 子汽封 轴颈 存在磨 损严 重 、原镀 铬层脱 落等 现 象 ，造 成 密封失 效 。汽轮辅 机是 以蒸 汽为 动力 吹动 汽轮机 转子 叶片 来实 现做 功 ，蒸 汽做 功后 剩余 的废
机转 子 的技 战 术性 能 ，降低 维修 频 率 ，延 长使 用寿命 。
关键词：超 音速 火焰喷涂 ；ＷＣ一１ Ｃ ２ ｏ涂层 ；摩擦 磨损 ；改性 修 复
中图分类号 ：Ｕ６ ２ 文献标志码 ：Ｃ 文章编 号 ：１ ０ ７ ０ １—８ ２ （ ０ １ ０ ３ ８ ２ １ ） ５—０ １ ０ ２—０ ３
Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｅ ｃ ｙｏｙｅ ｅ ｓｒｙ （ Ｖ Ｆ ；ＷＣ一１ Ｃ ｏｔ ｇ ｒ ｔ ｎａ ｄｗ ａ；ｍｏｉｃｔ ｎ ｙｗｏｄ ：ｈ ｈｖ ｌ ｉ ｘｇ ｎｆ ｌ ｐａ Ｈ Ｏ ） ｇ ｏｔ ｕ ２ ｏｃａｉ ；ｆｃ ｏ ｎ ｅｒ ｎ ｉｉ ｄｆ ａ ｏ ｉ ｉ
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第２ ４卷 第 ５期 ２１ ０ １年 １ ０月
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中 国 修 船
ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｈ Ｉ Ｓ ＰＲＥＰ Ｒ ＡＩ
Ｖｏ ． ４ １２ Ｎｏ ５ ． ０ｃ ． ０ ｌ ｔ２ ｌ
工程镀铬的替代品
工程镀铬的替代品∙三价铬∙等离子喷涂∙高速氧燃料（HVOF）∙双丝电弧喷涂∙电火花沉积∙化学镀镍∙化学镀镍硼∙化学镀镍复合镀∙电沉积纳米晶钴磷镀层∙镍钴合金镀层∙电沉积镍钴铁镀层∙电镀锡合金∙爆炸焊接∙激光熔覆∙物理气相沉积（PVD）∙超微晶钴合金许多镀铬的替代品。
铬代用品主要通过热喷涂，特别是高速氧-燃料（HVOF），往往由于其高强度和耐磨损性，相对低的成本，和快速的周转时间的青睐。
然而，现在其他有趣的新技术，建立自己的市场也是如此。
这些包括化学镀镍复合镀，可以沉积高度均匀的金刚石复合涂层，并且不局限于视线线的几何形状。
其他的新兴技术包括爆炸粘接，它可以被用来制造不锈钢涂层，并专门针对内径纳米钴-磷合金的电沉积。
等离子气相沉积（PVD）以更低的成本，在许多情况下，比镀铬装饰，可以使腰身纤瘦，高品质的涂料。
在同一时间，许多人预测的突然转换镀铬处理，这些新技术中的一个或多个。
这并没有发生。
事实上，在某些情况下，如飞机起落架，采用HVOF铬的替代已经接近停滞。
最有可能的镀铬替代电沉积镍钴铁镀层。
争议的关键点是的概念持有的一些航空公司，如飞机制造商波音公司和空中客车公司制造的起落架采用热喷涂，涂层会拖垮自己的飞机，从而减轻航空公司需要投资热喷店进行维修。
当然，这个观点是不常见的热喷涂专家，但尚未解决的问题。
在其他重要市场，包括液压和一般工业，采用镀铬的替代品仍在继续。
•trivalent chromium•plasma spraying•high velocity oxy-fuel (HVOF)•twin wire arc spraying•EDM deposition•electroless nickel plating•chemical plating nickel boron•chemical plating nickel composite plating•electrodeposited nanocrystalline cobalt-phosphorus coating•nickel-cobalt alloy plating•electrodeposited nickel-cobalt-iron coating•electroplating tin alloy•Explosive Welding•laser cladding•physical vapor deposition (PVD)The • ultracrystalline cobalt alloyMany chromium plating alternatives. Chromium substitutes mainly by thermal spraying, in particular high-speed oxygen - fuel (HVOF), and often due to their high strength and wear resistance, a relatively low cost, and a quick turnaround time of all ages. However, other interesting new technology, to build their own market. These include chemical plated nickel composite plating, highly uniform composite diamond coatings may be deposited, and is not limited to the geometric shape of the line of sight. Other emerging technologies include explosive bonding, it can be used to make stainless steel coating, and specifically for the inner diameter of the nano-cobalt - phosphorus alloy electrodeposition. Plasma vapor deposition (PVD) at a lower cost, in many cases, more than chrome trim, can make the waist slim, high-quality coatings. At the same time, many predicted the sudden conversion chrome handle, one or more of these new technologies. This did not happen. In fact, in some cases, such as aircraft landing gear, HVOF chromium alternative has been close to stagnant. Most likely chrome instead of electrodeposited nickel-cobalt-iron plating. The key point of dispute is the concept held by some airlines, aircraft manufacturers Boeing and Airbus manufacturing landing gear using thermal spray coating will wear down their own aircraft, thereby reducing the airlines need to invest in thermal spray shops for maintenance. Of course, this view is not common thermal spray experts, but have not yet solved the problem. In other important markets, including hydraulic and general industrial chromealternatives continues.。
硬铬替代镀层纳米晶镍钴铁镀层详解
硬铬替代镀层纳米晶镍钴铁镀层详解更换硬铬（Cr）在飞机制造和维修站活动的电镀是美国国防部的一个高度优先事项。
硬铬是一种技术，已经在商业化生产了50年，是一个重要的过程，既用于各种飞机部件制造业务及作一般采用硬质涂层的磨损或腐蚀的部件已重新构建从飞机大修。
特别是，广泛用于液压和气动执行机构的磨损表面镀铬。
铬电镀浴中含有六价态的铬，一种已知的致癌物。
从电镀作业中产生的废物，必须予以处置，危险废物和电镀业务，必须遵守EPA排放标准和OSHA 允许暴露限值（PEL）。
OSHA减少六价铬和所有的六价铬化合物的PEL由52μg/m35μg/m3。
该规则还规定，对雇员的保障，如：控制曝光，呼吸防护，防护工作服和设备，卫生领域和实践，医疗监控，危险通信，及备存纪录的首选方法。
由于符合修订后的规则和预期周转时间增加，处理组件相关的运营成本增加的预期有巨大的压力，找到一个对环境无害的替代硬铬。
电沉积纳米晶镍钴铁涂料已经发展成为一个环境无害的替代硬铬镀层的非视距（NLOS）环境下的战略研究和发展计划。
是目前去通过示范验证测试在一个项目下的环境安全技术认证计划。
作为替代镀硬铬涂层的NLOS以及线的视距（LOS）的应用中，由于较高的阴极效率，较高的沉积速率，良好的滑动磨损和耐腐蚀特性：纳米扶贫委员会涂层表现出极大的潜力。
为解决电镀铬工艺严重污染环境的问题,制备低污染且具有良好外观的镍钴铁合金代硬铬镀层。
采用单因素实验分别讨论电镀液组成及工艺条件对镀层硬度、外观、沉积速度及阴极电流效率等的影响,确定较优的镀液组成及工艺条件,考察优化条件下所得镀层经不同温度热处理后的镀层硬度,分析镀液的极化情况和200℃热处理1h前后镀层的表面形貌、晶体结构及耐蚀性。
结果表明:优化条件下得到的合金镀层为纳米晶结构,宏观上均匀光亮,微观上平整、无孔隙,经200℃热处理1h后晶体颗粒进行重结晶,晶粒尺寸略有增大,镀层表面更加致密,硬度达10.875GPa,高于硬铬镀层的,且耐蚀性与硬铬镀层的相当。
硬面技术-热喷涂现状及发展
材、 溶液 喷涂 等 。 文章从 应用领 域 、 冷喷涂 、 基础 研究 等几个方面介 绍当前 世界热喷涂 的发 展趋 势和现状 。
１ 航 ． １ 空
热喷涂技术在航空领域应 用较为广泛 ， 如飞机发 动机叶片喷涂热 障涂层 （ 黏结层＋ 陶瓷表 层） 采用等离 。
子 喷 涂 、超 音 速 火 焰 喷 涂 黏 结层 ，如 ＮＣ ＣＡＹ、 ｉｏ ｒ１
第２ 期
徐尚志， 硬 面技术 一热喷涂现状及发展 等：
２ ９
２ １ Ｓ ０ Ｉ Ｃ会 议 上 日本 专 家 Ｎ ｍｂ １Ｔ ａ ａ调 查 了全 球 热 喷涂应 用 在钢 铁行 业相 关 的专利 ，调 查结果 表 明 １９ － ２ ０ ９ ０ － ０ ９年 日本 专利 占 ３ ９％， 国专 利 占 ２ 美 ２％， 欧沙 专 利 占 １ Ｈ ７％， 中国专利 占 ９ 韩 国专利 占 ６％， ％，
徐 尚志 １李玉玺 ２周伍喜 ２ ， ，
（． １自贡硬质合金有限公司， 四川 自贡 ６ ３ ０ ； ． ４０ ０ ２自贡长城硬面材料有限公司， 四川 自贡 ６３ ０ ） ４ ０ ０
摘
要： 结合 ２１ 年在德国汉堡举行的国际热喷涂会议， ０１ 重点概述了国际热喷涂技术的现状及发展， 并介绍了自
名 副其实 的钢铁 大 国， 但不 是钢铁 强 国 ， 一些 高 品质
的钢 材还 是需 要大量 进 口。其 中较重 要 的原因 是 中 国热喷涂 在钢 铁行业 应用较 少有 关 。 如高炉 的风 口、 高温 退火 炉辊 、 热辊 板 的输 送辊 、 支撑 辊 、 校直 辊 、 镀 锌 的提升 辊 、 没辊 等 ， 些部件 上采 用热 喷涂涂 层 沉 这
在航 空用 镁 合金基 体 上喷涂 Ａ 一 ｉ 层 ， 改善耐 １ＳＣ涂 能 磨性 能ｌ ７ １ 。
调节阀阀内件硬化处理方法
调节阀阀内件硬化处理方法一、硬化处理概念硬化处理是指通过适当的方法使阀芯表层硬化而内部仍然具有强韧性的方法，可提高其耐磨性、耐疲劳性。
一些常见的规范中给出了哪些场合需要硬化处理的要求，如：（1）根据《油气田及管道工程仪表控制系统设计规范》(GB/T 50892-2013 )中要求：闪蒸、空化或严重汽蚀介质的场合，阀内件表面应进行硬化处理；流体温度不小于300℃、阀两端压差不小于1.5MPa的场合，阀内件表面应进行硬化处理；流体中含有固体颗粒的场合，阀内件表面应进行硬化处理；（2）《自动化仪表选型设计规范》（HG/T 20507-2014 ）中：出现闪蒸、高压差和含有颗粒的流体场合，应采用加硬材质的阀内件或阀芯、阀座表面进行硬化处理。
需要注意的是，有时根据常温、常压差来判断可以不做硬化处理，但是如果阀门长期处于苛刻环境下工作或者阀座要求精度高、泄漏小也应考虑硬化处理。
二、硬化处理的方法最常用的硬化处理方法包括热处理、堆焊、表面硬化处理等。
（1）热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构，来控制其性能的一种金属热加工工艺。
常见的热处理工艺有正火、退火、淬火、回火、固溶热处理和时效处理等。
（2）堆焊合金钢也可以增强阀内件的硬度，以常见的堆焊STL 为例，根据不同的磨损位置做相应的堆焊。
堆焊司太莱合金具有很高的硬度，是以Co为基本成分，加进Cr，Ｗ，Ｃ等元素组成的合金。
其中Co的作用是使合金具有很高的抗腐蚀性并获得有韧性的固熔体基体，Ｗ增加其高温强度，Ｃ与Cr和Ｗ形成高硬度的碳化铬和碳化钨，使合金具有很好的耐磨性，几乎可用于各种场合的管道系统，特别是高温高压阀门内壁及结合面处理等效果明显。
堆焊STL工艺复杂、生产效率低，且大面积堆焊易使零件产生变形和裂纹，目前对球阀表面硬化的工艺使用较少，对金属单座阀等阀门堆焊比较常见。
（3）表面硬化处理方法有渗碳、氮化、镀铬、超音速喷涂、喷焊等。
镀硬铬工艺小结
镀硬铬工艺小结
邓修绪
【期刊名称】《电镀与环保》
【年(卷),期】1993(013)003
【摘要】1 前言镀硬铬时如果工件在镀铬液中进行阳极处理,存在电源换相问题。
此外镀铬过程中使用电流较大,电流效率低,施镀时间长,随之出现镀液温升快,导致电流效率随温度升高而逐渐下降,镀层光泽和硬度等也逐渐变差。
有些小企业没有抽风设备或抽风设备效果差,只好加入铬雾抑制剂来防止铬雾溢出。
然而加入铬雾抑制剂却导致镀液温度快速上升。
为了解决上述问题;笔者根据多年经验·谈一点粗浅见解,供参考。
【总页数】2页(P30-31)
【作者】邓修绪
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ153.11
【相关文献】
1.HCr—2型高效镀硬铬工艺在铝汽缸内孔镀硬铬中的应用 [J], 何志邦;倪祖昱
2.铝铁镍青铜衬套镀硬铬工艺研究及其应用 [J], 杜宇
3.非规则型面零件镀硬铬工艺方法的研究和应用 [J], 杨震坤;李江;赵金航;权雨
4.超音速火焰喷涂工艺代替镀硬铬工艺的可行性研究 [J], 王浩军;胡生双;郝江华;
王柯;王文博;梁霄
5.注塑机活塞杆镀硬铬工艺分析及质量检测 [J], 徐鹤
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HVOF技术简介
• 5、 HVOF 涂层与其它方法制备的涂层的性能比较
5.1 与其它热喷涂方法的比较 HVOF WC-Co 涂层的硬度可以达到 1100 — 1300Hv ，与爆炸喷涂层相 当，显著高于等离子喷涂层，一般等离子 WC-Co 涂层的显微硬度为 800 — 1000Hv 。表 2 为文献 [30] 所报导的几种涂层的硬度值。 表 2 几种 WC-Co 涂层与电镀硬铬层的硬度 [30] 涂层 HVOF HVOF 电镀硬铬层 爆炸喷涂 成分 WC-12Co WC-27NiCr Cr WC-13Co 硬度（ Hv 0.3 ） 1100~1270 1000~1100 800~900 1100~1200
但是，涂层的重熔工艺要求将工件表面加热到1000℃以上，加热温 度高，不仅容易引起基体组织和性能的变化，而且，还会产生巨大的热
应力，从而引起变形，对于要求比较严格的近终成形的零件，就难以适 用。HVOF涂层的优越性能为取代喷焊层提供了可能。
图 4各类HVOF喷涂层与NiCrBSi喷焊层，电镀硬铬层的耐磨料磨损性能 试验结果的比较例[33]。HVOF采用DJ系统喷制。图中，NiCrBSi（相当于 Ni60）喷焊层的耐磨损性作为1进行相对比较，该结果也说明通过选择合 适的涂层材料，可以得到性能优于喷焊与电镀硬铬层的HVOF涂层。
[宝典]01-金属硬密封耐磨球阀的设计、制作与工艺
3、金属硬密封耐磨球阀的主要技 术难点的解决措施
3.1、球体及阀座表面的硬化技术
曾经被应用的技术： A、表面的镀硬铬； B、表面硬化热处理、渗氮处理等； C、堆焊Stillite硬质合金。 目前 上述的表面硬化技术已经很少使用。
球体圆度的精密研磨设备
球体圆度的三坐标测量仪
3.3、金属硬密封球阀启闭扭矩的问 题金属硬密封球阀由于密封面是金属与金属的
直接接触，其摩擦力要远大于金属与非金属 之间的摩擦力，因此与相同规格的软密封球 阀相比，其启闭扭矩要大很多，对于相同规 格的球阀，前者的扭矩通常是后者的3～4倍。 因此，从设计的角度考虑，即使相同规格的 球阀，硬密封球阀的阀杆强度以及驱动装置 的配置均要比软密封球阀大很多，只有这样 才能保证阀门的可靠运行，不然，可能导致 阀杆变形甚至断裂，或者因为驱动力矩过小 而无法启闭阀门。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.3、金属硬密封球阀启闭扭矩的问 题
对于口径较大压力较高的球阀，一般采用 固定球结构设计，对于该结构的球阀，可 以通过改进结构设计以减小作用在阀座上 的介质推力，从而有效减小球阀的启闭扭 矩，但是减少介质作用在阀座上的推力， 同时也会降低阀门的密封性能，因此，如 何通过优化设计既能保证阀门的密封性能， 同时又能降低阀门的启闭扭矩是阀门设计 者需要考虑的一个关键问题。
采用上下阀轴直接定位球体的结构设 计
3.1、球体及阀座表面的硬化技术
目前比较常用的技术： A、超音速火焰喷涂技术（HVOF）； B、镍基合金热喷涂技术； C、激光熔覆技术。
超音速火焰喷涂技术（HVOF）
超音速火焰喷涂（HVOF）主要是通过极高 的速度将耐磨粉末涂层材料喷涂到基体材 料表面，喷涂时的气流速度在很大程度上 决定了喷涂的质量，喷枪能够产生更高的 气流速度，则耐磨粉末涂层就能够获得更 高的运动速度，从而耐磨粉末涂层与基体 材料就能够获得更高的结合力和更高的致 密性，因此也就具有更好的耐磨性能和耐 腐蚀性能。
超音速火焰喷涂参数对WC—Co涂层性能的影响
本 理 学 Ｒｇｋ ５０Ｐ 型 Ｘ射 线 衍 射 仪 进 行 物 相 分 析 ，衍 射 速 ｉ ｕ２ ０ ／Ｃ ａ 度 为 １／ｉ。 利 用 德 国Ｃ Ｒ Ｚ ＩＳ 能 材 料 显 微 镜 进 行 微 观 组 ￣ ｎ ｍ Ａ ＥＳ 智
ＨＶｌ ７ ：ＷＣ 分 解 受 到 温度 和 喷 涂 距 离的 共 同作 用 ，分 解 率 可 迭 到５ ％ 以上 。 ７ ７ 的 ０ 关 键 词 ：超 音 速 火 焰 喷涂 ； ＷＣ Ｃ ； 正 交试 验 ； 表 面 性 能 —ｏ 中 图分 类 号 ：Ｔ ７ ． ２ Ｇｌ４ ４ ４ 文献 标 识 码 ：Ｂ
层 的组 织 结 构 与性 能 ．并 采 用 正 交试验 法研 究 了主 要 热 喷 涂 参 数 对 涂 层 表 面 性 能 的 影 响 。 结 果 表 明 ：涂 层 孔 隙率 小 于１ ，界 面 结 合 良 ％ 好 、 无剥 落 ：喷 涂 距 离是 影 响 涂 层 结 合 强 度 、硬 度 的 主要 因素 ， 当喷 涂 距 离 为２ ０ｍ １ ｍ时 ，结 合 强 度 可达 到 ７ ． ＭＰ ， 显 微 硬 度 可 达 到 １６ ａ
维普资讯
５ ・ ２ 焊接质量控制与管理 ・
文 章 编号 ：０２ ０ ５ ２０ ）６ ０ ５ — ３ １０ — ２ Ｘ《０ ７０ —０ ２ ０
焊接技术
第３ ６卷第 ６期 ２０ ０ ７年 １ ２月
超 音 速 火 焰 喷 涂 参 数 对 Ｗ Ｃ Ｃｏ 涂 层 性 能 的 影 响 —
推 广 提供 Βιβλιοθήκη 持 。 助燃 气 ，氩 气 为 送 粉 气 。 用 于微 观 组 织 观 察 与分 析 的 试 样 尺寸 为 ｌｍｍｘ ｍｘ ｌｍ ｌｍｍ， 用 于 拉 伸 试 验 用 试 样 的 尺 寸 为 ４ ５ ，． ２４