霧化氣體對電弧噴涂過程噴涂金屬材料氧化性的影響.pdf

1、熱噴涂過程中噴涂材料的氧化導(dǎo)致涂層結(jié)合強(qiáng)度變低，孔隙率增加，嚴(yán)重影響到了涂層的使用性能。為了研究噴涂過程中的氧化特性和機(jī)理，減輕熱噴涂過程中材料的氧化，本文采用電弧噴涂設(shè)備，以熔點(diǎn)相對較高的1Cr18Mn8Ni5N絲材以及熔點(diǎn)相對較低的純鋁絲材為研究對象，在Q235鋼基體上進(jìn)行了噴涂。壓縮空氣作為霧化氣體，固定其它工藝參數(shù)，在噴涂距離分別為150mm、200mm、250mm下將噴涂顆粒噴入水中進(jìn)行收集，改用氬氣作為霧化氣體，收集噴涂距離

2、250mm時的顆粒。利用金相顯微鏡，SEM、EDS等對顆粒粒徑，顆粒形貌，以及顆粒表面元素分布及含量進(jìn)行觀察和分析，其中1Cr18Mn8Ni5N顆粒也進(jìn)行了氧氣霧化下的顆粒觀察和分析，對結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充。壓縮空氣作為霧化氣體，在噴涂距離150mm、200mm、250mm時制得涂層，利用磁阻測厚儀、染色法、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、維氏硬度計、失重法等儀器和方法對涂層的厚度、孔隙率、結(jié)合強(qiáng)度、硬度、耐蝕性進(jìn)行測量和測試，改用氬氣霧化，在噴涂距離250m

3、m時進(jìn)行相同性能檢測，對比分析；對壓縮空氣和氬氣霧化下的涂層截面試樣進(jìn)行了掃描與能譜分析，分析涂層與基體元素間的擴(kuò)散情況，并對涂層表面進(jìn)行了宏觀觀察。
　　 結(jié)果表明：電弧噴涂1Cr18Mn8Ni5N材料，顆粒基本呈球形分布，純鋁材料的噴涂顆粒呈不規(guī)則絲狀分布。壓縮空氣霧化下，隨著噴涂距離的增加，顆粒表面的含氧量逐漸增加；氬氣霧化下，顆粒粒徑更加細(xì)小均勻，顆粒表面的含氧量在相同條件下均有所降低。霧化粒子在飛行的過程中，空氣中的氧

4、卷入到霧化氣流中，形成飛行粒子的氧化劑來源，金屬的氧化為擴(kuò)散機(jī)制，氬氣霧化下，電弧的引弧區(qū)域會制備出Ar+等離子體，噴涂溫度高，改變了熔滴的粘度和表面張力，霧化效果提高。
　　 在150～250mm噴涂距離內(nèi)，隨著噴涂距離的增加，霧化顆粒的氧化程度逐漸加劇，對應(yīng)著涂層的孔隙率增大、結(jié)合強(qiáng)度降低、硬度降低、耐蝕性下降。采用氬氣進(jìn)行噴涂時，由于焰流集中，溫度高，粒子獲得的動能大，顆粒細(xì)小均勻，使得噴涂粒子在扁平化形成涂層后，涂層的各