超音速等離子噴涂Cu-14Al-X合金粉末涂層組織性能研究.pdf

1、本試驗采用水霧化法制備新型多元鋁青銅(Cu-14Al-X)合金粉末材料,材料的主要元素成分為Cu75～85％,Al12～16％,Fe2.0～4.0％,其它的微量合金元素為Mn,Ni,Co等。對制備的粉體材料的形貌、松裝密度、流動性等性能進行了測試。并采用超音速等離子噴涂的工藝方法將制備的粉體材料噴涂到45＃鋼基體上。
　　 采用掃描電鏡(SEM)對涂層進行微觀組織形貌分析。分析表明:涂層組織為典型的熱噴涂涂層組織,由鋪展延伸的形

2、變粒子呈層狀堆積而成,涂層形變粒子之間存在有縫隙和孔洞,形變粒子內(nèi)存在微裂紋。經(jīng)過X射線衍射儀(XRD)進行物相分析后發(fā)現(xiàn),涂層組織物相與粉末物相基本相同,都為Cu9Al4,Cu3Al,AlFe等。經(jīng)能譜成分分析后發(fā)現(xiàn):涂層組織成分與粉末粒子基本相同,沒有明顯變化。但經(jīng)過元素線掃描后發(fā)現(xiàn)形變粒子焊合面及涂層與基體接合面存在氧元素升高現(xiàn)象,說明這些區(qū)域存在氧化現(xiàn)象。經(jīng)過電子探針(EPMA)元素面分析后同樣發(fā)現(xiàn)在形變粒子焊合面處氧元素含量要

3、高于形變粒子處,這也證明形變粒子焊合面存在氧化現(xiàn)象。經(jīng)過微觀硬度測試后發(fā)現(xiàn)涂層的硬度從底部到頂部分布相對均勻,呈下降趨勢,但沒有明顯的劇烈變化。通過劃痕實驗測量涂層結(jié)合力,測得結(jié)合力大小為59.3Mpa。
　　 對超音速等離子噴涂涂層和等離子噴焊層進行比較分析。結(jié)果表明:兩種涂層組織明顯不同,超音速等離子噴涂層主要由白色基體組成,少量縫隙和孔洞分布其中；而等離子噴焊層主要由白色基體和大塊的黑色相組成。由于涂層與基體之間以及涂層形