Ni60界面优化的高铝青铜涂层组织结构及性能研究

【摘要】为了克服非自熔性高铝青铜合金粉末涂层在喷涂-感应过程中出现的界面熔合区组织不均匀,元素分布失衡的问题,本文通过超音速等离子喷涂(Supersonicplasmaspraying简称SAPS)、感应重熔工艺制备Ni60/高铝青铜涂层。采用SAPS在45#钢基底上喷涂Ni60/高铝青铜涂层,然后对试样高频感应加热重熔处理。利用光学金相显微镜、X-ray衍射仪器、能谱设备、扫描电镜、电子探针显微分析仪器EPMA、宏观洛氏以及微观硬度测试仪器、万能试验机分别对SAPS和SAPS+感应重熔处理后的两种试样涂层表面、断面及界面组织形貌、元素扩散及性能进行分析,利用Jade6.0、Image-proplus5.0、Oringin8.0软件分析两种涂层的物相组成、密实程度(孔隙率)等。对涂层表面金相、X-ray分析结果发现：仅通过SAPS后的涂层表面存在着明显的网状结构特征,表面组织主要相为α-Cu、Cu9Al4、AlFe3等。感应重熔后网状结构消失,空隙和氧化物夹杂减少,涂层表面更加致密,新增了Fe3Ni2,A1Ni3,成为新的强化物相。SAPS后高铝青铜涂层表面孔隙率为6.26%,重熔后孔隙率下降到4.18%,涂层致密性能改善。对涂层界面分析结果表明：SAPS试样基体、Ni60过渡层、高铝青铜涂层各层界面清晰分明,元素含量在两界面位置处有突变现象。SAPS+感应重熔试样,Ni60涂层与基体、Ni60涂层与高铝青铜层冶金熔合,形成了牢固的冶金结合区域,元素呈现连续的梯度变化。分析重熔前、后涂层的性能发现：相对于SAPS后涂层,重熔后涂层的表面显微硬度值略有增加且相对稳定,说明重熔后涂层组织更加均匀；但重熔后涂层宏观硬度值比SAPS后略有降低,这与重熔导致涂层晶粒长大以及元素扩散后成分重组,相结构转变等因素有关；SAPS后涂层结合强度στ=31.420MPa,喷涂+重熔后的结合强度στ=92.603MPa,重熔后涂层和基体间由机械结合转变为牢固的冶金,结合强度有了显著的提升
【作者】马郡珠；
【导师】路阳；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】高铝青铜涂层；Ni60中间层；SAPS；感应重熔；组织结构；涂层性能；

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