鋁合金壓鑄模表面SHS合成Ni-TiC涂層研究.pdf

1、由于鋁合金壓鑄模工作條件十分惡劣，容易在熔融鋁液熱熔損作用和交變熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生失效。如今鋁合金壓鑄件產(chǎn)需量不斷增長(zhǎng)，因此，研究通過表面處理技術(shù)來提高鋁合金壓鑄模壽命，具有重要的研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用自蔓延高溫合成(SHS)配合準(zhǔn)熱等靜壓(PHIP)技術(shù)(簡(jiǎn)稱SHS/PHIP)在H13鋼表面制備了毫米級(jí)Ni/TiC梯度金屬陶瓷涂層，利用X射線衍射儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡和能譜儀分析了涂層物相和微觀組織結(jié)構(gòu)，利用顯微硬度儀

2、測(cè)定了涂層表面硬度，通過沖擊試驗(yàn)法檢測(cè)了涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度，通過鋁液熔損和熱疲勞試驗(yàn)分析了涂層抗鋁液熔損和抗熱疲勞性能。論文主要結(jié)論有:
　　1、采用SHS技術(shù)原位制備的TiC晶粒細(xì)小且分布均勻，構(gòu)成整個(gè)涂層骨架結(jié)構(gòu)，金屬相Ni作為粘結(jié)相均勻分布在TiC晶粒周圍。通過設(shè)計(jì)功能梯度層，Ni/TiC金屬陶瓷涂層與基體之間有著良好的結(jié)合。
　　2、隨著體系預(yù)熱溫度升高，涂層表面致密度提高，硬度值增加;表層TiC晶粒尺寸增大，Ni相

3、含量減少;且涂層與基體之間擴(kuò)散效果增強(qiáng)，結(jié)合強(qiáng)度增加。
　　3、2h鋁液熔損試驗(yàn)后，Ni/TiC涂層表面被鋁液侵蝕失效深度較大，且表面粘附有新形成的AlNi3顆粒。隨著體系預(yù)熱溫度升高，表面粘附AlNi3顆粒數(shù)量及顆粒尺寸均減少。
　　4、鋁液對(duì)涂層表面侵蝕的機(jī)理主要為侵蝕金屬Ni相和TiC被氧化，對(duì)涂層內(nèi)部的侵蝕機(jī)理主要為侵蝕金屬Ni相。
　　5、600次熱疲勞試驗(yàn)后，僅25℃涂層發(fā)生脫落，100℃涂層中間層萌生的熱