超音速等離子噴涂自敏耐磨涂層性能研究.pdf

1、新型高鋁銅合金(Cu-14Al-X)與鎳基自熔合金因其優(yōu)異的力學(xué)性能及耐磨性能，被廣泛應(yīng)用于耐磨及高應(yīng)力模具制造。長余輝發(fā)光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+作為蓄光型發(fā)光材料已被廣泛應(yīng)用于涂層材料領(lǐng)域，如建筑裝飾、警示標(biāo)志、人造景觀等。
　　本文充分利用了鋁酸鍶材料優(yōu)異的發(fā)光性及耐磨性，將其有效應(yīng)用在耐磨蝕涂層中，達(dá)到了檢測涂層磨損狀態(tài)的目的。采用超音速等離子噴涂的方法制備了高鋁青銅耐磨自敏涂層以及鎳基耐磨自敏涂層，分析了噴

2、涂參數(shù)以及接觸材料對磷光粒子（SrAl2O4:Eu2+,Dy3+）發(fā)光性能的影響，以及復(fù)合涂層形貌、微觀組織、硬度與結(jié)合強(qiáng)度等力學(xué)性能，擇優(yōu)選取參數(shù)制備涂層進(jìn)而研究其摩擦磨損性能。
　　對于不同噴涂參數(shù)所得涂層，經(jīng) SEM觀察發(fā)現(xiàn)磷光粒子顆粒在涂層中的沉積率隨H2氣流量增加而增大，在16 L·min-1時最大且粒子分布最均勻。XRD分析發(fā)現(xiàn)不同噴涂工藝參數(shù)（H2氣流量）對兩種不同基復(fù)合涂層所得物相組織無影響：高鋁青銅耐磨自敏涂層物

3、相組織由Al0.5Fe0.5、AlFe3、Cu9Al4，SrAl2O4、SrAl4O7、SrFe2O4構(gòu)成；鎳基耐磨自敏涂層物相組織由γ-Ni，F(xiàn)eNi3，（Ni，F(xiàn)e），F(xiàn)e3C，Cr2B，Cr23C6及SrAl2O4，SrAl4O7，SrFe2O4組成。相比于單一高鋁青銅或鎳基涂層，磷光粒子（SrAl2O4:Eu2+,Dy3+）的加入使兩種不同基涂層的硬度與結(jié)合強(qiáng)度均增大，但高鋁青銅復(fù)合涂層在 H2氣流量為16 L·min-1時力學(xué)

4、性能性能最佳，而鎳基復(fù)合涂層在10 L·min-1時力學(xué)性能最佳。
　　發(fā)光性能檢測分析結(jié)果表明，兩種不同基復(fù)合涂層的發(fā)光強(qiáng)度及余輝強(qiáng)度隨 H2氣流量增加而增大。發(fā)射光譜主峰均出現(xiàn)紅移，但因不同紅移機(jī)制影響而紅移程度不同，且在高溫下生成雜質(zhì)相 SrAl4O7與 SrFe2O4。經(jīng)不同載荷摩擦后，在熒光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)兩種復(fù)合涂層中磷光粒子的分布隨載荷增加而減少，宏觀發(fā)光效應(yīng)隨載荷增大而減弱，但在紫外光源照射下仍能發(fā)出裸眼可見的藍(lán)綠

5、光作為磨損指示。
　　摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，因磷光粒子的加入增加了涂層硬度，由此降低了復(fù)合涂層的磨損率，相較于無磷光粒子涂層，復(fù)合涂層在高載下更具耐磨性，尤其顯著增強(qiáng)了Cu-14Al-X耐磨性；兩種不同基磷光復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)均隨載荷增大而逐漸降低，并更易趨于穩(wěn)定，摩擦系數(shù)分別穩(wěn)定在0.2-0.3（Cu-14Al-X/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+）以及0.26-0.34（Ni60/ SrAl2O4:Eu2+,Dy3+）；高鋁