粒度对超音速等离子喷涂高铝青铜合金微观结构的影响.pdf

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1、能材料2013年第18期(44)卷文章编号：1001—9731(2013)18—2684—04粒度对超音速等离子喷涂高铝青铜合金微观结构的影响路阳，郭文俊，杨效田，刘俊钊，施晓雨，邓刚(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，甘肃兰州730050)摘要：采用超音速等离子喷涂技术在45号钢表面2实验制备粒度范围为一280～+320目、一320～+360目、一36O～+400目、一400目的4种高铝青铜合金粉体2．1粉体材料制备涂层。采用XRD、SEM等手段对涂层的物相组成、组以具有自主专利权的新型高铝青铜合金为母材

2、，织结构、显微硬度等进行了分析，研究了粒度对涂层组采用惰性气体保护的水雾化技术制备高铝青铜合金粉织及性能的影响。结果表明，粉体的粒度对涂层显微体l1。主要工艺参数为：雾化介质为自来水，保护气组织结构及性能有着重要影响。粉体粒度越细小，涂体为N，喷射顶角为33。，熔体流速为300~400g／s，过层的组织及性能越优良。一400目的粉体制备的涂层热温度为1O0～15O。C，雾化压力为30～50MPa。制备组织致密均匀，层流状结构明显，显微硬度可达367．5的合金粉体主要化学成分如表1所示。经筛选后获得HV。一280～+320目、一3

3、20～+360目、一360～+400关键词：超音速等离子喷涂；粒度；高铝青铜合金；粉目、一400目4种粒度的粉体。体：涂层表1高铝青铜合金粉体的主要成分中图分类号：TG146文献标识码：ATable1CompositionsofthehighaluminumbronzeDOI：10．3969／i．issn．1001-9731．20l3．18．022合金元素A1FeCUMnNiCo1引言质量分数12～2．O～7O～0．5～O．2～0．2～()164．0802．00．50．5传统大气等离子喷涂涂层多呈现为典型的层状多利用JSM一56

4、00IV型扫描电镜对4种粒度的粉体孔结构，工艺简单且生产效率高，但界面结合弱、强度进行扫描，其表面形貌如图1所示。通过对比可以看低]。面对要求日益苛刻的工作环境，其应用受到了出，一400目粉体的颗粒分布均匀，只有少数的树枝状很大限制。于是兴起了冷喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰或棒状颗粒，大多数呈规则球状，粉体球化程度高。而喷涂、超音速等离子喷涂等方法]。超音速等离子喷图1(a)～(c)图粉体的颗粒形状较不规则，树枝状或棒涂是针对常规等离子喷涂的些许不足之处而发展的一状颗粒含量较高，球化程度较差。说明通过水雾化法种新型喷涂技术，其具有

5、射流温度高及速度高等特点，制备的高铝青铜粉体颗粒粒径越小，颗粒形状越规则，使得超音速等离子喷涂工艺对制备温度敏感的陶瓷涂粉体球化程度越高。层具有明显优势]，在制备易氧化涂层方面也有了新2．2涂层的制备的进展L8j。人们对喷涂过程中粒子的飞行状态l9]、涂选取45钢为基体，尺寸为010ram×50mm。经层的结合机理[1。。等进行了研究，发现超音速等离子喷喷砂处理并用丙酮溶液清洗后，采用DH一2080型超音涂层具有明显优于大气等离子喷涂的优势。速等离子喷涂设备喷涂了4种不同粒度的喷涂层。喷本文制备出一种铝含量超过Cu—A1二元合金

6、共析涂参数为喷涂距离125mm，喷涂功率47．25kW，送粉点(11．8(质量分数))的高铝青铜合金，由于其具有电压1OV，涂层厚度为1mm。良好的耐磨耐蚀性，已成功应用在拉伸冲压模具中_l”j。将该材料制成粉体材料，采用先进的涂层制3结果与讨论备技术制备工件表面保护涂层，对该合金的发展应用3．1涂层表面形貌以及非自熔性合金的涂层制备应用具有重要意义。本采用JSM一5600LV型扫描电镜对涂层未经处理的文选择该合金不同粒度粉体材料，采用超音速等离子表面进行了分析，研究不同粉体粒度的粒子在喷涂过喷涂技术制备涂层，研究粉体粒度对超音

7、速等离子喷程中的熔融情况，扫描形貌如图2所示。由图2可以涂制备非自熔性易氧化高铝青铜合金涂层的影响。看到，不同粒度粉体的喷涂层均呈现层流状熔融态的*基金项目：国家自然科学基金资助项目(50804019)；科技部国际合作交流资助项目(2009DFR50570)收到初稿日期：2013—01—08收到修改稿日期：2013-0322通讯作者：郭文俊作者简介：路阳(1957一)，女，辽宁辽阳人，教授，博导，主要从事高铝青铜粉体的开发及涂敷应用研究。路阳等：粒度对超音速等离子喷涂高铝青铜合金微观结构的影响由图4可以看出，一280～+32O目

8、、一32O～径的粉体颗粒分布均匀，粉体的球化程度高，送粉顺+360目、360～+400目粉体涂层的物相组成基本畅，能有效提高喷涂质量。超音速等离子喷涂层与基一致，为0：+7+8’+K相。结合Cu—A1相图分析可体以机械结合为主，不同粒度粉体的涂层均呈现层流知，o