等離子噴涂Ni5Al-Al2O3梯度涂層的組織與性能研究.pdf

1、本文采用Ni5Al和Al2O3粉末作為噴涂層材料，采用等離子噴涂技術(shù)（Air plasma spray）在304不銹鋼基體表面制備Ni5Al-Al2O3梯度涂層。通過掃描電鏡（SEM）和X射線衍射（XRD）分析方法研究了在噴涂電流為600A、650A和700A條件下制備的Ni5Al-Al2O3梯度涂層的組織結(jié)構(gòu)。比較了在不同噴涂電流下制備的Ni5Al-Al2O3梯度涂層的顯微硬度、涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度和耐磨損性能，測(cè)試了三種梯度涂層的極

2、化曲線，研究了梯度涂層的高溫穩(wěn)定性和抗氧化性能。
　　研究結(jié)果表明：Ni5Al-Al2O3梯度涂層呈現(xiàn)典型的層片狀結(jié)構(gòu)，梯度涂層中存在一定量的孔隙和粉末顆粒未熔合的情況，與不銹鋼基體呈“錨鉤”狀機(jī)械結(jié)合及冶金結(jié)合，沒有裂紋的出現(xiàn)，斷口形貌具有混合斷裂特征。Ni5Al-Al2O3梯度涂層與不銹鋼基體之間有Fe-Ni化合物生成，存在一定的元素?cái)U(kuò)散。隨著噴涂電流的增大，噴涂粉末熔化的越完全，梯度涂層中未熔化的粉末逐漸減少，孔隙率逐漸降低

3、，在噴涂電流為700A時(shí)制備的梯度涂層孔隙率最低，為5.99％。
　　在噴涂電流為600A、650A和700A條件下制備的Ni5Al-Al2O3梯度涂層的粘結(jié)層與不銹鋼基體的結(jié)合強(qiáng)度分別為14.4MPa、15.1MPa和16.3MPa。經(jīng)800℃氧化12h后梯度涂層組織均勻致密，沒有明顯變化。隨著噴涂電流的增大，梯度涂層致密度提高，孔隙率下降，顯微硬度和耐磨損性能提高，試樣氧化增重量逐漸減少。
　　梯度涂層的熱震次數(shù)在50～

4、60次之間，并隨著噴涂電流的增大而略有增加。通過電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)測(cè)得梯度涂層的腐蝕電位均高于不銹鋼基體，腐蝕電流密度均低于不銹鋼基體；在噴涂電流為600A條件下制得的梯度涂層具有最高的腐蝕電位（-0.62V）和最低的腐蝕電流密度（0.018mA·cm-2）。三種梯度涂層的耐腐蝕性能存在一定的差異，應(yīng)該與梯度涂層的孔隙率有關(guān)。
　　研究結(jié)果表明，隨著等離子噴涂電流的增大，Ni5Al-Al2O3梯度涂層組織結(jié)構(gòu)和性能等方面都有一定的改善