等離子噴涂參數(shù)對(duì)Al2O3-13wt％TiO2涂層組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文通過(guò)采用普通大氣等離子噴涂技術(shù)(APS)在Q235鋼基體上制備了Ni/Al過(guò)渡層和微米Al2O3-13wt％TiO2涂層，用三因素三水平的正交試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化等離子噴涂工藝參數(shù),分析了涂層微觀組織和涂層臨界結(jié)合力、硬度、結(jié)合強(qiáng)度等力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：
　　（1）Ni/Al涂層組織結(jié)構(gòu)密實(shí)，無(wú)明顯裂紋缺陷。電流越高，熔滴沉積到基體上越密集，相互疊加形成的孔隙越少。以臨界結(jié)合力為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Ni/Al涂層進(jìn)行正交試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)影響臨界結(jié)合

2、力的主次因素依次為電流、送粉速度、噴涂次數(shù)，臨界結(jié)合力的最大值為111N。結(jié)合正交試驗(yàn)和Ni/Al涂層厚度，選取電流400A、送粉速度62g/min、噴涂4次為較佳的噴涂工藝參數(shù)。Ni/Al涂層在同一截面深度處的平均硬度值和沿截面厚度方向的平均硬度值相差不大，說(shuō)明涂層組織結(jié)構(gòu)比較致密,有利于與Al2O3-13wt%TiO2涂層的結(jié)合。
　　（2）常規(guī)微米Al2O3-13wt%TiO2涂層具有典型的片層狀結(jié)構(gòu)，中間夾雜有孔隙和少許微

3、裂紋。電流越大，噴涂喂料熔化狀態(tài)越好，熔滴鋪展得越充分。XRD分析結(jié)果表明涂層中的主要物相有γ-Al2O3相、金紅石TiO2相和Al2TiO5相,也保留了一部分原材料中的α-Al2O3。在氬氣流量不變時(shí)，隨著電流和噴涂距離增加，α-Al2O3相和γ-Al2O3相逐漸減少且γ-Al2O3相衍射峰在550A、100mm的噴涂條件下向左偏移。涂層橫截面形貌結(jié)合能譜分析結(jié)果表明等離子噴涂Al2O3-13wt%TiO2復(fù)合涂層具有典型的分層結(jié)構(gòu)，

4、最外層是Al2O3-13wt%TiO2涂層，中間層是Ni/Al過(guò)渡層，其下是基體。
　?。?）正交優(yōu)化試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)影響Al2O3-13wt%TiO2涂層臨界結(jié)合力的主次因素是氬氣流量>電流>噴涂距離，臨界結(jié)合力的最大值是88N；優(yōu)化后得到較佳的噴涂參數(shù)是電流600A、噴涂距離80mm、氬氣流量1800L/h；電流增大，涂層在同一截面深度處的平均硬度基本上也增加，還發(fā)現(xiàn)主氣流量對(duì)涂層的顯微硬度有一定影響。
　　（4）優(yōu)化后Al