材料表面強化技術研究室

來源：原創    更新時間：2020-10-23 09:27:05    瀏覽：10413

材料表面強化技術研究室

簡介

材料表面強化技術研究室針對航空、航天、鋼鐵/有色冶金、能源、汽車、石化等領域大型工業裝備的關鍵零部件因磨損、腐蝕、氧化造成的壽命縮短問題，在零部件表面噴涂具有耐磨、耐蝕、抗高溫、隔熱、抗輻射等功能特性的涂層，大幅提高零部件的使用壽命，降低企業備品備件量，具有顯著的經濟和社會效益。

一、主要研究方向

（1）嚴苛工況下（磨損、腐蝕、高溫等）涂層技術開發與應用

（2）功能（催化、絕緣、隔熱、生物活性等）涂層技術開發與應用

（3）冷噴涂表面防護及修復再制造技術開發與應用

（5）陽極氧化技術開發與應用

二、實驗室主要裝備

普萊克斯6600C等離子噴涂系統、普萊克斯JP8000超音速火焰噴涂系統、烏克蘭MPS-004微束等離子噴涂系統、卡斯特林GAP2501等離子轉移弧堆焊系統、日本PCS-1000冷噴涂系統、ABB/Motoman六軸機械手等。

三、研究室人員

現有科技人員20名，其中高級職稱12人，博士10人，碩士6人。

四、研究成果

（一）等離子噴涂技術

等離子噴涂是指利用陰陽極間產生的非轉移型等離子弧作為熱源，將粉末材料加速、熔化或部分熔化后撞擊到基材表面鋪展并凝固、重疊形成涂層的方法，主要用于在工件表面制備氧化鋁、氧化鉻、氧化鋯等陶瓷涂層，延長工件使用壽命，如硬質合金燒結舟皿、金屬制線塔輪、紡織機械導輪、高超聲速裝備舵片等。

（二）超音速火焰噴涂技術

超音速火焰噴涂技術是指利用航空煤油和氧氣燃燒產生高溫、高速焰流（約2000m/s）將送入焰流中的粉末經加熱加速后，以半熔化狀態高速噴向經預處理的基體表面，沉積形成涂層的方法。主要用于在工件表面制備碳化鎢-鈷、碳化鉻-鎳鉻系列金屬陶瓷涂層和鎳基、鈷基、鐵基合金涂層，延長工件使用壽命，如銅加工領域導電輥、導向輥、矯直輥，鋰電池加工領域軋輥、攪拌機械等。

（三）冷噴涂技術

冷噴涂是指利用加熱至一定溫度的工作氣體（氮氣、氦氣、空氣）將金屬粉末加速至數倍音速，并與基體發生劇烈的塑性變形而沉積形成涂層的方法。主要用于在工件表面制備單質金屬及金屬合金涂層。涂層厚度不受限制，幾乎無氧化和相變，機械性能與塊材相當，在高附加值零件修復再制造和增材制造領域有非常大的應用前景。

    

（四）微束等離子噴涂技術

微束等離子噴涂技術是指利用粒子束流沉積直徑為2~5mm，功率為0.5-3KW的等離子弧加熱、加速粉末形成涂層的方法。主要用于長徑比較大及薄壁零件表面噴涂涂層，如人工植入體表面噴涂羥基磷灰石生物涂層和鈦涂層。

               

（五）等離子轉移弧堆焊技術

等離子轉移弧堆焊技術是指利用轉移型等離子弧作為熱源將堆焊材料和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成與基體材料成冶金結合的涂層的工藝方法。主要用于在工件表面堆焊鎳基、鈷基、鐵基合金。堆焊層與基體材料呈冶金結合，稀釋率低，主要用于工件局部區域耐磨和耐沖擊堆焊涂層強化，如各類閥門密封面、石油化工礦山機械易損件、石油鉆桿、軸承、軸、軋輥等。

            

         

（六）陽極氧化技術

陽極氧化技術是指將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜的方法。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。主要用于在鋁合金、鉭合金部件表面形成硬質氧化膜，增加工件耐磨性和耐腐蝕性能。

（七）脈沖爆炸-等離子體強化技術

脈沖爆炸-等離子強化技術是指利用脈沖等離子體與氣體爆炸相結合產生高能束的方法。該方法可改變材料與工件表面的化學成分或組織結構，以提高零件或材料的表層性能，賦予零件耐高溫、防腐蝕、耐磨損、抗疲勞等各種新的特性。主要用于含碳量較高的碳鋼工件表面強化，如擠壓模具、切紙刀等，可大幅延長產品的使用壽命。

 

五、技術服務

目前擁有等離子噴涂、超音速火焰噴涂、冷噴涂、等離子轉移弧堆焊系統各一套，六軸機械手兩臺，噴涂房2間，噴砂房1間，同時擁有齊全的涂層后加工裝備，可對外承接新型涂層研發及各類耐磨、防腐、耐高溫、絕緣涂層加工服務。具體包括：

1）軸類零件耐磨涂層噴涂加工：最大可噴涂加工直徑為1.6m，長度為5m的零件，主要噴涂碳化鎢-鈷、碳化鉻-鎳鉻系列涂層和氧化鋁、氧化鉻涂層。包括鋼鐵冶金領域各種工藝輥，銅加工領域導向輥、矯直輥、導電輥，鋰電極片軋輥、造紙壓光輥、滾筒等

2）平板、槽板類零件噴涂加工：最大可噴涂加工寬1.2m，長度為5m的零件。如結晶器、太陽能行業電板、硬質合金燒結舟皿等。其中，硬質合金燒結舟皿重復使用次數可達35次以上。

3) 旋轉靶材制造：最大可噴涂加工長度為4m的靶材，可制造及修復銀、銅、鋁、鈦、鋅鋁、鉭、鈮等靶材。

4）異形件噴涂加工：利用六軸機械手夾持噴槍，可對異性零件進行仿行噴涂加工。如發動機葉片、超高聲速裝備舵片、水輪機葉輪、攪拌葉盤等。

5）金屬零件修復：可修復各種金屬材料，銅，鋁，碳鋼，不銹鋼，鎳基合金等各種材料零件的尺寸超差。

 

六、聯系人：

主任：張偉林         聯系電話：0791-88173313、13657007712           

郵箱：125887511@qq.com

 

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