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第1章 绪论 1

1.1 超音速电弧喷涂技术的提出与实现 1

1.2 多功能超音速火焰喷涂技术的提出与实现 3

1.3 低温超音速火焰喷涂技术的提出与实现 4

第2章 超音速电弧喷涂技术 6

2.1 超音速电弧喷涂的原理 6

2.2 超音速电弧喷涂喷枪的设计 7

2.2.1 拉伐尔喷嘴的设计 8

2.2.2 喷枪的结构设计 12

2.3 超音速电弧喷涂的电源设计 13

2.3.1 电弧稳定性与电源外特性 13

2.3.2 可控硅触发电路的设计 14

2.3.3 送丝电机调速电路的设计 16

第3章 超音速电弧喷涂实验与分析 18

3.1 超音速电弧喷涂粒子速度的测定 18

3.1.1 测试过程 18

3.1.2 测试结果与分析 19

3.1.3 粒子速度的计算机仿真 21

3.2 粒子雾化效果测定与分析 26

3.2.1 超音速电弧喷涂粒子雾化效果的测定 27

3.2.2 超音速电弧喷涂的雾化过程分析 30

3.2.3 雾化的影响因素 34

3.3 涂层结合强度的测试与分析 35

3.3.1 涂层结合强度的测试与分析 35

3.3.2 试验结果与分析 37

3.4 涂层孔隙率的测定与分析 38

3.4.1 涂层孔隙率的测定结果 39

3.4.2 孔隙率的测定结果分析 41

3.5 涂层显微硬度测定与分析 42

3.5.1 涂层显微硬度测定 42

3.5.2 涂层显微硬度分析 43

3.6 涂层显微组织与分析 44

3.6.1 涂层显微组织与分析 44

3.6.2 涂层显微组织的分析 48

3.7 涂层耐蚀性试验与分析 51

3.7.1 涂层耐腐蚀防护原理与特点 51

3.7.2 铝复合涂层 52

3.7.3 铝涂层与铝复合涂层耐腐蚀性实验 53

3.7.4 实验结果分析 55

3.8 超音速电弧喷涂铁基TiB2/Al2O3管状丝材涂层 55

3.8.1 试验材料与试验方法 56

3.8.2 试验结果 57

3.8.3 试验结果分析 60

3.8.4 耐磨性试验与分析 63

第4章 基于超音速电弧喷涂的铝基表面强化 65

4.1 涂层的组织结构 66

4.1.1 喷涂材料 66

4.1.2 涂层制备方法 66

4.1.3 涂层显微组织观察及相分析 67

4.1.4 喷涂工艺参数对涂层的影响 71

4.2 钛铝涂层的结合强度试验研究 77

4.2.1 实验结果及讨论 77

4.2.2 喷涂工艺对结合强度的影响 78

4.3 超音速电弧喷涂钛铝涂层的显微硬度特性研究 81

4.3.1 实验结果及讨论 82

4.3.2 喷涂工艺对涂层硬度的影响 83

4.4 钛铝涂层的耐磨粒磨损特性研究 87

4.4.1 涂层耐磨粒磨损性能的评价与测试方法 88

4.4.2 实验结果及讨论 89

4.4.3 喷涂工艺对耐磨粒磨损性能的影响 94

4.5 钛铝涂层的耐冲蚀磨损特性研究 98

4.5.1 实验装置 98

4.5.2 实验过程 99

4.5.3 实验结果及讨论 99

4.5.4 喷涂工艺对耐冲蚀性能的影响 102

4.6 钛铝涂层的耐滑动磨损特性研究 106

4.6.1 实验方法 106

4.6.2 实验结果及讨论 107

4.6.3 喷涂工艺对耐滑动磨损性能的影响 113

4.7 钛铝涂层的耐腐蚀特性研究 117

4.7.1 实验方法 117

4.7.2 实验结果及讨论 118

4.7.3 喷涂工艺对耐腐蚀性能的影响 121

4.8 结论 124

第5章 超音速电弧喷涂技术的应用 126

5.1 防腐蚀领域的应用 126

5.1.1 大型桥梁防腐蚀 127

5.1.2 电站锅炉管道防腐蚀 128

5.1.3 化工储油罐防腐 130

5.2 修复领域的应用 130

5.2.1 曲轴的修复 131

5.2.2 车床主轴的修复 131

5.2.3 柱塞的修复 132

5.2.4 模具的修复 133

5.3 生产领域的应用 134

第6章 多功能超音速火焰喷涂系统设计 135

6.1 HVO/AF系统总体设计 135

6.2 HVO/AF喷枪总体设计 137

6.3 雾化特性与雾化喷嘴的设计 139

6.3.1 雾化特性分析 139

6.3.2 雾化喷嘴的设计 142

6.4 燃烧特性分析与燃烧室的设计 143

6.4.1 燃烧特性分析 143

6.4.2 燃烧室的设计 150

6.5 拉伐尔喷嘴的设计与分析 152

6.5.1 拉伐尔喷嘴特征参数的计算过程 152

6.5.2 拉伐尔喷嘴的型面设计 158

6.5.3 多功能超音速火焰喷涂拉伐尔喷嘴的设计 158

6.6 喷枪强度设计 165

6.7 喷枪的冷却系统设计 166

6.7.1 喷枪冷却系统设计及冷却过程 166

6.7.2 影响喷枪冷却的因素 169

6.7.3 喷枪冷却的参数计算 170

6.8 点火系统的设计 172

6.8.1 点火的原理及过程 172

6.8.2 点火的影响因素 172

6.8.3 点火系统的设计 174

6.9 多功能超音速火焰喷涂的控制系统 175

6.9.1 煤油供给系统 177

6.9.2 氧气-空气供给系统 177

6.9.3 水冷系统 177

6.9.4 送粉系统 178

6.9.5 控制台 178

第7章 多功能超音速火焰喷涂焰流及粒子特性 179

7.1 多功能超音速火焰喷涂焰流的特性 179

7.1.1 加长喷管内的焰流特性 179

7.1.2 大气中的焰流特性 181

7.1.3 变工况条件下大气中的焰流特性 184

7.2 喷涂粒子的速度特性与分析 186

7.3 喷涂粒子的温度特性与分析 192

第8章 WC-Co涂层的组织结构与性能 196

8.1 实验材料与方案 196

8.1.1 WC的特点 196

8.1.2 实验材料与实验设备 197

8.2 涂层结构与分析 199

8.2.1 孔隙率 201

8.2.2 粒子形貌 202

8.3 涂层的相结构与分析 205

8.4 涂层显微硬度与分析 205

8.5 涂层结合强度与分析 206

8.6 涂层磨粒磨损性能与分析 209

8.7 涂层冲蚀磨损性能与分析 210

8.8 多功能超音速火焰喷涂纳米WC涂层 214

8.8.1 试验材料与试验方法 214

8.8.2 试验结果与讨论 215

第9章 多功能超音速火焰喷涂技术的应用 219

9.1 在冶金业中的应用 219

9.2 在造纸印刷业中的应用 220

9.3 在石油工业中的应用 221

9.4 在液压气动设备中的应用 222

9.5 在电力系统中的应用 222

9.6 在强力耐磨设备中的应用 223

第10章 低温超音速火焰喷涂技术 225

10.1 低温超音速火焰喷涂系统 226

10.2 低温超音速火焰喷涂铜涂层 227

10.3 低温超音速火焰喷涂TiO2纳米涂层 230

10.4 低温超音速火焰喷涂高分子复合材料 231

10.4.1 试验材料 231

10.4.2 涂层的显微结构 231

10.5 低温超音速火焰喷涂技术应用展望 232

参考文献 233

附录 可控硅触发电路图 235