铝镁合金等离子喷涂复相陶瓷涂层微观组织.pdf

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1、第35卷第3期焊接学报v。1．35N。．32014年3月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONMarch2014铝镁合金等离子喷涂复相陶瓷涂层微观组织冯拉俊，王官充，王兆华，雷阿利，许永征(1．西安理工大学材料学院，西安710048；2．四川理工学院，自贡643000)摘要：为解决铝镁合金表面耐磨性差的问题，利用机械球磨法和PVA造粒技术制备复合陶瓷粉末，采用等离子喷涂技术在XGFH一3铝镁合金表面制备了反应复相陶瓷涂层，利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了喷涂复合粉末和复相陶瓷涂层的形貌及组成．结果表明，复合粉

2、末随着球磨时间的延长明显趋于扁平化和均匀化，并且生成了Al3Ti，Ni4Ti3等新相．而在喷涂过程中AlTi和NiT中间相又会消失，涂层中出现了MgA10和Tisi等新相，基体和涂层之间有元素扩散，这使得涂层有良好的结合强度．关键词：铝镁合金；等离子喷涂；机械合金化；反应陶瓷涂层中图分类号：TG174文献标识码：A文章编号：0253—360X(2014)03—0001—050序言技术在铝镁合金表面制备反应陶瓷涂层，采用现代分析手段研究了粉末、涂层的表面形貌和相组成，为铝镁合金表面制备反应陶瓷涂层提供依据．针对国内开发的大功率铝镁合金活塞表面硬度低、容易产生磨损的实际问题

3、_1I2J，研究用等离子喷涂法在铝镁合金表面制备反应性陶瓷涂层，结果发1试验方法现用等离子喷涂法制备反应陶瓷涂层时，采用氧气送粉，不喷涂过渡层，涂层的结合强度就达到了191．1试验材料MPa，涂层的耐磨性是基体的8倍以上．为此文中系喷涂材料有A120，TiO，SiO，ZnO和金属镍等统地分析了等离子喷涂复相陶瓷涂层的组织结构，几种粉末，粉末粒度均为l0—40bm，纯度为AR级．选择这几种材料的原因是A1：0。化学性质稳定，耐探索其耐磨性好、结合强度高的机理．反应陶瓷涂层是利用等离子弧将陶瓷粉末加热磨性好，并且能耐大多数的酸、碱、盐和熔剂的腐蚀；熔化并雾化，在喷涂过程中发

4、生物理变化和化学反TiO具有较低的熔点，与A1O，混合以便在高温下应，从而形成复相的涂层．该涂层一方面可利形成AlTi硬质相；SiO在加热过程中与其它氧化用廉价原始喷涂材料反应合成出性能优异、价格昂物生成硅酸盐结构，降低涂层的孔隙率；ZnO是一种贵的涂层材料；另一方面硬质相的原位合成使得涂助熔剂，可以降低喷涂时的热化学反应温度，提高了层致密，结合强度高．若将几种喷涂材料混合来制热化学反应的可能性；金属镍可以调节基体与涂层备反应涂层，由于陶瓷相颗粒较粗大，在等离子气流间的热膨胀系数，提高涂层的结合强度，与原料中的中被极大的分散，难以完成喷涂过程的反应．因此其它成分相互反应

5、，生成Ni等中间相，并提高粉先对几种粉末进行球磨，即机械合金化处理，使得涂末熔化后的流动性，促进离子的相互扩散，使得涂层层各成分在制粉阶段预先发生物理化学变化，增加成分更加均匀．综合分析，并参考文献资料[7—9]，其反应活性．但球磨后所形成的粉体太细，大约5其各组分的质量比为A12O：SiO2：TiO2：ZnO：Ni=m左右，因此对球磨后的粉体进行造粒．PVA造粒60：3：9：8：20．技术能使喷涂粉末相互包覆，增加其流动性以及有基体材料选用制造铝活塞的材料XGFH．3，其成利于粉末反应的发生．用机械合金化一PVA造粒技分为6％Mg，10％Si，2％Cu，余量为A1．术

6、制备等离子喷涂反应陶瓷粉末，采用等离子喷涂1．2复相陶瓷粉末制备复相陶瓷粉末制备流程如图1所示．收稿日期：2012—11—27采用干法球磨，转速300r／min，正转1h后反向基金项目：国家自然科学基金资助项目(51174160)；教育部博士点1h为一个循环，完成一次循环停15min，再进行下基金资助项目(20080700003)；材料腐蚀与防护四川省重点实验室基金资助项目(2012CL03)个循环，球磨时间分别设置为24，48，96h．当球磨第3期冯拉俊，等：铝镁合金等离子喷涂复相陶瓷涂层微观组织5magnesiumalloy[J]．Plating＆Finishing

7、，2011，33(11)：16—XuChenyang，ZhouDawci，WuZhipeng，eta1．Developmentof2O．magnisumalloylasersurfacemodificationtechnologyonaborad[3]朱警雷，黄继华，王海涛，等．反应等离子喷涂TiC／Fe．Ni金[J]．NonferrousMetalsProcessing，2007，33(6)：48—50．属陶瓷复合涂层的显微组织[J]．中国有色金属学报，2008，[9]MajumdarJD，GalunR，MordikeBL，eta1．E