紫铜表面高速火焰喷涂wc镍基合金涂层及界面的显微组织研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要本课题采用高速火焰喷涂技术，在紫铜基体表面制备了镍基合金(WC／Ni、NiCrBSi)涂层，通过对涂层及界面区的显微硬度、显微组织结构、相组成、合金元素的分布特征进行分析，研究喷涂工艺与涂层及界面区的显微组织及力学性能之间的关系。采用显微硬度计测定涂层的显微硬度分布。结果表明，采用高速火焰喷涂技术喷涂镍基合金粉末，可获得硬度很高的涂层。在涂层横向上，WC／Ni涂层的显微硬度因合金粉末中WC含量的不同而不同，wc35／Ni涂层的显微硬度最低(平均约HM760)，WC45／Ni涂层的显微硬度最高(平均约HM960)，WC5

2、0／Ni涂层的显微硬度界于两者之间(平均约HMS98)；NiCrBSi涂层的显微硬度分布比较均匀，平均显微硬度值约HM940。在涂层纵向上，各涂层的显微硬度分布都具有外层显微硬度较小、内层较大的特点，即涂层外疏松、内致密。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)分析涂层及界面的显微组织特征。结果表明，涂层显微组织致密，颗粒的变形度大，颗粒间的粘结性较强；硬质相镶嵌或弥散分布在涂层基体上；打底层镍包铝与工作层之间有晶粒间的相互过渡现象；打底层与Cu基体结合处的界面呈交错状，而且界面区Cu基体一侧存在一条明显的组织变化带。采用X射线衍射仪(XR

3、D)、电子探针(EPMA)对镍基合金涂层进行了判定和分析。结果表明，涂层的基体组织为Y-Ni基固溶体。WC／Ni涂层中的硬质相主要为颗粒状的WC、CbC2等碳化物，牢固地镶嵌在涂层基体上；NiCrBSi涂层中的硬质相主要为CrB、Cr2B等硼化物，弥散分布在Y-Ni基固溶体上，有利于提高涂层的耐磨性．。界面区涂层电子探针线扫描及Cu基体一侧能谱分析的试验结果表明，界面区存在合金元素的扩散现象，主要是Ni元素向Cu基体的扩散，这说明在喷涂过程中界面区存在一定的冶金结合方式。对于喷涂WC／Ni涂层，Ni元素向Cu基体扩散的程度因粉末粒子中WC含量

4、的不同而有所不同，喷涂WC35／Ni涂层■，110fIf，，j粤．●：，疹童山东大学硕士学位论文StudyonMicrostruetureofWC／Ni-basedAlloyCoatingsandInterfacesProducedbyHighVelocityOxy-fuelFlameSprayingonCopperSurfaceABSTRACTHighVelocityOxy-FueI(HVOF)sprayingtechniquewasusedinthisarticletOachievetheNi·basedalloycoatings(WC／

5、Ni，NiCrBSi)onC11300coppersurface．InordertOstudytherelationshipsbetweenthesprayingtechnics，coatingsmicrostructureandmechanicsproperty,themicrohardnessofcoatingsandinterfaceswithwhichtheHVOFNi—basedalloycoatingandcoppersubstratecombine，coatingsmicrostructure，phasestructureand

6、thealloyelementconcentrationintheinterfacewereanalyzed．Themicrohardnessdistributionofcoatingsandinterfacewerestudiedusingmicro-hardnessinstnm：lent．TheresultsindicatedthatthemicrohardnessofWC／NicoatingswasdifferentremarkablywiththedifferenceofWCcontentinWC／Nipowdersincoating

7、landscapeorientation，mierohardnessofWC35／Nicoatingwasthelowest(aboutHM760averagely)，thehi．ghestmicrohardnesswasbelongtotheWC45／Nicoating(aboutHM960)，microhardnessofWC50／NicoatingwasbetweenWC35／NiandWC45／Nicoating(aboutHM898)．AsfortheNiCrBSicoating，themicrohardnessdistributi

8、onisquitesymmetrical，theaveragemicrohardnessisaboutHM940．Inthelengthwayscoatingsec