镁合金表面热喷涂法制备耐蚀耐磨涂层性能研究

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1、河北工业大学硕士学位论文镁合金表面热喷涂法制备耐蚀耐磨涂层性能研究摘要本文研究了在AZ91D镁合金表面采用火焰喷涂和火焰+等离子复合喷涂法制备CoCrAlY-Al2O3/TiO2陶瓷耐蚀耐磨涂层；采用电弧喷涂制备Al、NiCrAl金属耐蚀涂层的制备工艺及涂层性能。利用金相显微镜、扫描电镜（SEM）观察涂层形貌，利用线扫描和能谱测试分析了涂层的成分及结合方式，利用金相图像分析系统测量了涂层的孔隙率。采用热震试验检测了涂层与基体的结合强度，采用干摩擦磨损试验检测了陶瓷涂层的耐磨性能，采用盐水浸泡试验检测了涂层的耐蚀性能，并对电弧喷涂制备的Al、NiCrAl金属耐蚀涂

2、层进行了电化学腐蚀试验，绘制出阳极极化曲线，分析检测其电化学腐蚀性能。研究结果表明：只要工艺控制得当，采用热喷涂法在镁合金表面制备陶瓷、金属涂层是完全可以实现的。经测定，等离子喷涂陶瓷涂层孔隙率为5.42%，火焰喷涂陶瓷涂层孔隙率为13.77%，电弧喷涂金属涂层孔隙率为9.68%，均在正常范围内。能谱分析和线扫描分析表明，涂层与基体间存在元素扩散，从而形成结合强度更高的冶金结合。热震实验证明涂层抗冷热循环的能力很好，印证了涂层与基体有较高的结合强度。摩擦磨损实验表明，陶瓷涂层的耐磨性优于淬火45号钢，大大提高了镁合金表面的耐磨性。盐水浸泡实验表明了金属、及陶瓷梯

3、度涂层都大大提高了镁合金基体的耐蚀性能。对电弧喷涂制备的金属耐蚀涂层进行电化学腐蚀实验，阳极极化曲线表明：NiCrAl、Al金属涂层在3.65%NaCl+5%H2SO4水溶液腐蚀介质中均表现出良好的钝化现象，其钝化区间分别为－0.3～0.6v和0.2～0.7v，Al涂层的工作电流为0.38A，而NiCrAl涂层的工作电流仅为0.043A。对几种热喷涂方法制得的涂层进行比较发现：等离子喷涂制备的陶瓷涂层在显微硬度、耐磨性、孔隙率、结合强度上均优于火焰喷涂制备的陶瓷涂层。电弧喷涂制备的金属涂层与基体的结合强度最高，同时NiCrAl金属涂层的耐蚀性能优于Al金属涂层。

4、关键词：镁合金，热喷涂，孔隙率，耐蚀、耐磨性，钝化i镁合金表面热喷涂法制备耐蚀耐磨涂层性能研究RESEARCHONPROPERTYOFANTICORROSIONANDWEAR-RESISTINGCOATINGONMAGNESIUMALLOYSURFACEPEREPAREDBYTHERMALSPRAYINGABSTRACTInthisstudy,CoCrAlY-Al2O3/TiO2ceramicandAl、NiCrAlmetalanticorrosion、wear-resistingcoatingswerepreparedonthesurfaceofAZ91Dma

5、gnesiumalloysbythemethodofflamespraying、flameaddplasmasprayingandelectricarcspraying.StudyonthepreparationofthecoatingandPerformance.Morphologiesobservedcoatingbyusingtheopticalmicroscopy,scanningelectronmicroscopy(SEM).Uselinescanandthespectrumanalysisofthecoatingcompositionandinteg

6、ration,usemetallographicimageanalysissystemmeasuringtheporosityofthecoating.Usingathermalshocktestofthecoatingandsubstratebondingstrength,dryfrictionandweartestthewearresistanceoftheceramiccoating.Saltwaterimmersiontestusedtodetectthecorrosionresistanceofcoatings.Preparationofthearcs

7、prayingandAl,NiCrAlmetalcorrosioncoatingfortheelectrochemicalcorrosiontest,drawingfromtheanodepolarizationcurves,analysisofelectrochemicalcorrosiontesting.Theresultsshowthat:aslongasproperprocesscontrol,usingthermalsprayinginmagnesiumalloysurfacepreparationceramic,metalcoatingisentir

8、elyachievabl