河南科技大学周志丹博士:电弧喷涂涂层性能优化研究进展
2026-07-20 15:24:43 作者:材料保护 来源:材料保护 分享至:

 

电弧喷涂技术是表面工程领域重要技术手段之一,在工业耐腐蚀、耐高温、耐磨等领域具有显著优势。近年来电弧喷涂技术在工艺参数优化、组分设计、模拟仿真及后处理工艺等方面取得了重要研究进展。研究发现,通过精确调控喷涂电流、电压、雾化空气压力等关键参数,结合多元合金组分设计,可显著提升涂层的致密性、结合强度及耐腐蚀、耐高温、耐磨等性能;通过建立三维气流场模型、有限元等数学模型进行数值模拟,为观察熔滴速度、雾化气流、涂层温度场分布及微观结构提供了有效理论支撑;经封孔处理、激光重熔等后处理工艺处理后的涂层,其微观结构得到明显改善。最后,指出孔隙率控制、工艺稳定性等问题仍需突破,未来将人工智能和电弧喷涂相结合,更有利于研究改善电弧喷涂涂层的性能。

 



 

部分重点目录结构

1 电弧喷涂工艺参数优化     

    1.1 喷涂电流与电压

    1.2 喷涂距离

    1.3 雾化空气压力

    1.4 多参数协同优化方法

2 电弧喷涂组分设计

    2.1 耐腐蚀元素

    2.2 耐高温元素

    2.3 耐磨硬质陶瓷相

3 电弧喷涂模拟仿真

    3.1 熔滴速度与雾化气流模拟

    3.2 涂层温度场模拟

    3.3 微观结构模拟

4 电弧喷涂后处理工艺及智能结合

    4.1 封孔和喷丸处理

    4.2 激光重熔

    4.3 电弧喷涂与智能结合

5 结论与展望


 




 

论文图片


NiAl/3Cr18Mo涂层的表面形貌

 


 

涂层微观组织形貌

 


 

喷涂距离与涂层性能的关系曲线

 


 

焰流参数与雾化空气压力的关系曲线

 


 

Zn-Al伪合金涂层腐蚀机理示意图

 


 

涂层和基体高温氧化增重曲线

 


 

喷嘴雾化气流冲击基体时的速度场分布气流场模型

 


 

雾化熔滴飞行速度迹线图

 


 

喷涂结束时的温度场云图

 


 

基于统计数据的氧化锆涂层表面等轴测图

 


 

底锌面铝涂层冷压封孔前后孔隙率对比

 


 

底锌面铝涂层冷压封孔前后在3.50%NaCl溶液中的极化曲线

 


 

在不同激光功率下试样结合层形貌

 


 

极化曲线

 


 

三层人工神经网络

 



 


表格数据



电弧喷涂工艺参数


不同组分设计的Zn/Al基涂层金相组织及其耐腐蚀性能


激冷条件下涂层热震实验结果


几种涂层的表面洛氏硬度及其磨粒磨损性能结果


氧化铝陶瓷的热物理参数


氧化钇稳定氧化锆离散粒子速度模拟结果


建模过程的样本值与神经网络输出值的比较

 

 

 

 

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