镁合金表面冷喷涂工艺及机理研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文摘要为了解决镁合金耐蚀性差，易磨损等问题，本文系统研究了在镁合金表面制各冷喷涂层的技术，设计了一种A1．Si．Fe合金，利用超音速气体雾化装置将该合金制成快凝合金粉末，研究了粉末特征和粒度分布；优化了镁合金表面冷喷涂快凝合金粉末的工艺参数；采用不同的热处理工艺对喷涂试样进行扩散处理，研究了涂层和基体的相互扩散规律；测定了涂层与基体的结合强度：并对冷喷涂层的腐蚀行为进行了系统研究。同时，为了提高喷涂效果，根据流体力学和空气动力学的相关理论设计出超音速喷枪，应用FLUENT软件对喷枪内的气固两相流动过程进行数值模拟，综合喷枪设计

2、理论和粘性附面层理论优化喷枪结构。研究结果表明，制备的冷喷涂用A1．12Si．3Fe．3Mn．2Ni合金快凝粉末呈球形或类球形，400目以上的粉末占80％，粉末粒度均匀，完全满足冷喷涂对粉末的要求。镁合金表面冷喷涂该合金粉末存在着适宜的工艺参数，合适的喷涂工艺参数为：喷涂气体压力为2．1MPa，喷涂气体温度为550℃，喷涂距离35IIlIIl。经热处理后涂层更加致密、均匀，涂层和基体中均发生互扩散，基体向涂层方向的扩散量要大于涂层向基体方向的扩散量；随着温度的提高和时问的延长，基体和涂层之间的扩散程度提高，但是当温度提高到300℃，时间延长到3h后

3、，其扩散层变化微小。涂层与基体有较好的结合强度，热处理后涂层与基体的结合强度有所提高。在中性盐雾腐蚀和电化学腐蚀中，冷喷涂层均表现出优于基体的耐蚀性，能够有效地保护镁合金基体。喷管内气固两相流模拟结果表明：优化后的喷管，其气相和固相在出口处的速度均有一定幅度的提高，而且其速度曲线在渐扩段的斜率也有不同程度的增大，说明其加速效果更加明显。温度和压力曲线更加接近理论分析的结果。说明对喷管的优化达到了预期目的。根据此方法设计的喷管能够满足冷喷涂对出口速度的要求。关键词：镁合金，冷喷涂，扩散，拉瓦尔喷管，气固两相流镁合金表面冷喷涂工艺及机理研究TheIks

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