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材料表面强化技术研究室

来源：原创    更新时间：2020-10-23 09:27:05    浏览：8733

材料表面强化技术研究室

简介

材料表面强化技术研究室针对航空、航天、钢铁/有色冶金、能源、汽车、石化等领域大型工业装备的关键零部件因磨损、腐蚀、氧化造成的寿命缩短问题，在零部件表面喷涂具有耐磨、耐蚀、抗高温、隔热、抗辐射等功能特性的涂层，大幅提高零部件的使用寿命，降低企业备品备件量，具有显著的经济和社会效益。

一、主要研究方向

（1）严苛工况下（磨损、腐蚀、高温等）涂层技术开发与应用

（2）功能（催化、绝缘、隔热、生物活性等）涂层技术开发与应用

（3）冷喷涂表面防护及修复再制造技术开发与应用

（5）阳极氧化技术开发与应用

二、实验室主要装备

普莱克斯6600c等离子喷涂系统、普莱克斯jp8000超音速火焰喷涂系统、乌克兰mps-004微束等离子喷涂系统、卡斯特林gap2501等离子转移弧堆焊系统、日本pcs-1000冷喷涂系统、abb/motoman六轴机械手等。

三、研究室人员

现有科技人员20名，其中高级职称12人，博士10人，硕士6人。

四、研究成果

（一）等离子喷涂技术

等离子喷涂是指利用阴阳极间产生的非转移型等离子弧作为热源，将粉末材料加速、熔化或部分熔化后撞击到基材表面铺展并凝固、重叠形成涂层的方法，主要用于在工件表面制备氧化铝、氧化铬、氧化锆等陶瓷涂层，延长工件使用寿命，如硬质合金烧结舟皿、金属制线塔轮、纺织机械导轮、高超声速装备舵片等。

（二）超音速火焰喷涂技术

超音速火焰喷涂技术是指利用航空煤油和氧气燃烧产生高温、高速焰流（约2000m/s）将送入焰流中的粉末经加热加速后，以半熔化状态高速喷向经预处理的基体表面，沉积形成涂层的方法。主要用于在工件表面制备碳化钨-钴、碳化铬-镍铬系列金属陶瓷涂层和镍基、钴基、铁基合金涂层，延长工件使用寿命，如铜加工领域导电辊、导向辊、矫直辊，锂电池加工领域轧辊、搅拌机械等。

（三）冷喷涂技术

冷喷涂是指利用加热至一定温度的工作气体（氮气、氦气、空气）将金属粉末加速至数倍音速，并与基体发生剧烈的塑性变形而沉积形成涂层的方法。主要用于在工件表面制备单质金属及金属合金涂层。涂层厚度不受限制，几乎无氧化和相变，机械性能与块材相当，在高附加值零件修复再制造和增材制造领域有非常大的应用前景。

    

（四）微束等离子喷涂技术

微束等离子喷涂技术是指利用粒子束流沉积直径为2~5mm，功率为0.5-3kw的等离子弧加热、加速粉末形成涂层的方法。主要用于长径比较大及薄壁零件表面喷涂涂层，如人工植入体表面喷涂羟基磷灰石生物涂层和钛涂层。

               

（五）等离子转移弧堆焊技术

等离子转移弧堆焊技术是指利用转移型等离子弧作为热源将堆焊材料和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成与基体材料成冶金结合的涂层的工艺方法。主要用于在工件表面堆焊镍基、钴基、铁基合金。堆焊层与基体材料呈冶金结合，稀释率低，主要用于工件局部区域耐磨和耐冲击堆焊涂层强化，如各类阀门密封面、石油化工矿山机械易损件、石油钻杆、轴承、轴、轧辊等。

            

         

（六）阳极氧化技术

阳极氧化技术是指将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜的方法。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。主要用于在铝合金、钽合金部件表面形成硬质氧化膜，增加工件耐磨性和耐腐蚀性能。

（七）脉冲爆炸-等离子体强化技术

脉冲爆炸-等离子强化技术是指利用脉冲等离子体与气体爆炸相结合产生高能束的方法。该方法可改变材料与工件表面的化学成分或组织结构，以提高零件或材料的表层性能，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳等各种新的特性。主要用于含碳量较高的碳钢工件表面强化，如挤压模具、切纸刀等，可大幅延长产品的使用寿命。

 

五、技术服务

目前拥有等离子喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂、等离子转移弧堆焊系统各一套，六轴机械手两台，喷涂房2间，喷砂房1间，同时拥有齐全的涂层后加工装备，可对外承接新型涂层研发及各类耐磨、防腐、耐高温、绝缘涂层加工服务。具体包括：

1）轴类零件耐磨涂层喷涂加工：最大可喷涂加工直径为1.6m，长度为5m的零件，主要喷涂碳化钨-钴、碳化铬-镍铬系列涂层和氧化铝、氧化铬涂层。包括钢铁冶金领域各种工艺辊，铜加工领域导向辊、矫直辊、导电辊，锂电极片轧辊、造纸压光辊、滚筒等

2）平板、槽板类零件喷涂加工：最大可喷涂加工宽1.2m，长度为5m的零件。如结晶器、太阳能行业电板、硬质合金烧结舟皿等。其中，硬质合金烧结舟皿重复使用次数可达35次以上。

3) 旋转靶材制造：最大可喷涂加工长度为4m的靶材，可制造及修复银、铜、铝、钛、锌铝、钽、铌等靶材。

4）异形件喷涂加工：利用六轴机械手夹持喷枪，可对异性零件进行仿行喷涂加工。如发动机叶片、超高声速装备舵片、水轮机叶轮、搅拌叶盘等。

5）金属零件修复：可修复各种金属材料，铜，铝，碳钢，不锈钢，镍基合金等各种材料零件的尺寸超差。

 

六、联系人：

主任：张伟林         联系电话：0791-88173313、13657007712           

邮箱：125887511@qq.com

 

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