鋁基高速火焰噴涂WC涂層性能的研究.pdf

1、鋁合金具有高比強(qiáng)、導(dǎo)熱性好、易于成形、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，己廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸?shù)炔块T。特別是其中的高強(qiáng)鋁合金已經(jīng)應(yīng)用到航空航天、汽車、船舶等領(lǐng)域，是航空航天工業(yè)的主要結(jié)構(gòu)材料之一。高強(qiáng)鋁合金的硬度低，其耐磨耐蝕性能差。為了拓寬高強(qiáng)鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，往往需要在其表面進(jìn)行處理。因此，研究開發(fā)鋁合金的表面強(qiáng)化技術(shù)，提高其表面硬度和耐磨耐蝕性，對(duì)擴(kuò)大鋁合金的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載工具的進(jìn)一步輕量化，具有十分重要的意義。 本文采用以空氣作為

2、助燃劑的高速火焰噴涂(HVAF)，在7075鋁合金上制備了WC-14Co和WC-10Co4Cr涂層，利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、電子能譜(EDS)等手段對(duì)兩種WC涂層的顯微組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行了分析和研究。采用有限元模擬了拉伸狀態(tài)下膠與對(duì)偶件界面的應(yīng)力分布曲線；結(jié)果表明，由于基體材料較低的彈性模量導(dǎo)致在膠與對(duì)偶件界面中心產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，從而使膠在較低的應(yīng)力下即已失效；在7075鋁合金上高速火焰噴涂WC涂層的結(jié)合

3、強(qiáng)度大于50MPa。根據(jù)熔滴在基體表面的狀態(tài)，對(duì)鋁基高速火焰WC涂層的結(jié)合機(jī)理進(jìn)行分析，結(jié)果認(rèn)為鋁基體上高速火焰噴涂WC-CoCr涂層主要以機(jī)械結(jié)合為主，可能有冶金結(jié)合。 涂層的摩擦磨損表明，HVAF WC涂層在剛開始磨損時(shí)，磨損優(yōu)先切削磨損粘結(jié)相，從而使WC硬質(zhì)顆粒突出涂層表面，在隨后的磨損磨屑切削力的作用下，WC硬質(zhì)顆粒發(fā)生斷裂或剝離，而WC硬質(zhì)顆粒的剝離使得相鄰的WC硬質(zhì)顆粒處于不利的受力狀態(tài)，在磨粒的作用下更易與脫落，成

4、為磨粒。WC硬質(zhì)顆粒的剝落降低了涂層抵抗磨屑切削的能力，導(dǎo)致粘結(jié)相加速磨損和新露出表面的WC硬質(zhì)顆粒的剝落。HVAF WC涂層與GCrl5鋼摩擦副的磨損機(jī)理為磨粒磨損。 600h中性鹽霧腐蝕結(jié)果表明，基體和涂層處理7075鋁合金基體后抗腐蝕能力排序?yàn)椋篧C-10Co4Cr涂層+封孔處理>WC-10Co4Cr涂層>WC-14Co涂層+封孔處理>WC-14Co涂層>7075鋁基體。封孔處理對(duì)提高涂層的抗腐蝕能力有利。HVAF WC涂