普通凝固及等離子噴涂Al65Cu23Fe12合金的組織與性能.pdf

1、鎂合金的弱點(diǎn)是硬度低，耐磨和耐腐蝕性能差，這已成為其應(yīng)用的最大障礙。Al-Cu-Fe準(zhǔn)晶具有極高的硬度，耐磨和耐腐蝕等性能，因而在鎂合金表面制備一層Al-Cu-Fe準(zhǔn)晶涂層進(jìn)行強(qiáng)化，則有望改善鎂合金的使用性能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。 本文首先研究普通凝固條件下Al65Cu23Fe12合金在熱處理前后的相組成及其變化規(guī)律，并測(cè)試了其性能。在此基礎(chǔ)上，研究等離子噴涂條件下Al65Cu23Fe12涂層的組織及性能。主要結(jié)果如下： （1） 鑄態(tài)Al6

2、5Cu23Fe12合金組織主要由λ相、β相、準(zhǔn)晶Ⅰ相和微量的θ相四相組成。其中，λ相為先析出相，構(gòu)成枝晶主干；準(zhǔn)晶Ⅰ相通過(guò)包晶反應(yīng)L+λ→Ⅰ生成，附著在λ相的周圍；剩余的液相凝固為β相和低熔點(diǎn)的θ相。經(jīng)熱處理后，相的變化主要集中于λ相、β相的減少和準(zhǔn)晶Ⅰ相的生成與增加；尤其是經(jīng)過(guò)800℃×8h熱處理后，λ相、β相完全轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)晶Ⅰ相。 （2） 鑄態(tài)Al65Cu23Fe12合金的硬度先隨熱處理溫度的升高而增加，當(dāng)溫度升高到500℃時(shí)，硬度達(dá)

3、到了最大，為HV709.33；繼續(xù)升高溫度時(shí)，硬度又隨溫度的升高而下降，而且溫度升的越高，硬度下降的趨勢(shì)越大，經(jīng)過(guò)800℃×8h處理后，硬度降到了HV186； （3） 等離子噴涂純Al、Cu、Fe混合粉末所形成的Al65Cu23Fe12涂層組織主要由θ相、富銅相和富鋁相三相組成；而鑄態(tài)Al65Cu23Fe12合金粉末所形成的涂層組織由準(zhǔn)晶Ⅰ相和β相兩相組成。經(jīng)T4和T6處理后，混合粉末涂層組織主要發(fā)生θ相+富Cu相→β-AlCu（Fe）

4、相轉(zhuǎn)變；而鑄態(tài)Al65Cu23Fe12合金粉末的涂層經(jīng)T4處理后，準(zhǔn)晶Ⅰ相含量稍有下降，由噴涂態(tài)的31.31％下降到29.71％；經(jīng)T6處理后，準(zhǔn)晶相含量又有了明顯的增加，達(dá)到40.39％。 （4） Al65Cu23Fe12涂層與AZ31基體的結(jié)合強(qiáng)度隨著涂層厚度的增加而降低。 （5） 等離子噴涂混合粉末經(jīng)過(guò)T4和T6處理后，其硬度呈增加趨勢(shì)，由噴涂態(tài)的HV200.2增加到HV304.5，這是由于該涂層經(jīng)過(guò)熱處理后生成硬質(zhì)β相所致；而鑄