Ni-Cr-Al 涂层搅拌摩擦加工的作用机制

目的对热喷涂涂层进行表面改性。方法利用搅拌摩擦加工技术多道次加工制备复合层,分析受影响区涂层和基体的显微组织、元素扩散、显微硬度变化规律。结果形成了均匀致密且细晶化、涂层与界面消失、靠近涂层部分基体发生动态再结晶的复合层。从涂层到基体形成了有层次的260μm厚度渐变影响区,依次为:BZ,RLS,FRZ,ECZ。温度场和塑性变形的耦合作用为涂层和基体元素互扩散提供了有利通道,发生了快速元素互扩散。细晶强化和元素扩散共同作用使显微硬度显著提高,机械性能得到改善。结论搅拌摩擦加工技术能有效改善热喷涂涂层的组织和性能。     

球磨Al-TiO_2-B_2O_3粉末结构特征演变与燃烧反应特性分析

以添加20%质量分数Al粉作为粘结剂的Al-TiO2-B2O3系粉末为原料,在Ar保护气中进行机械球磨,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、背散射电子探测仪(BSED)分析混合粉末在机械球磨中粉末粒度、结构特征的演变过程,测试了不同球磨时间混合粉末的XRD图谱和DTA曲线。研究结果表明:在球磨40 h过程中,Al-TiO2-B2O3混合粉末由晶态颗粒转变为非晶态颗粒,经历了团聚一粉碎一均匀分布一非晶化一系列演变过程,形成细小复合颗粒;颗粒尺寸变化在球磨过程中是由小到大,再到小的冷焊-破碎过程,球磨8 h前混合颗粒冷焊占主导因素,并于8 h时长到最大(200μm),8 h后混合颗粒以硬化破碎占主导因素,并制得超细粉末颗粒;差热分析(DTA)测试不同球磨时间粉末样,其燃烧反应临界温度随球磨时间的延长而下降,当球磨超过16 h时,从未球磨时的700~1000℃下降并稳定在560℃左右,反应形式转化为瞬间、剧烈、充分的方式,并在X射线衍射物相分析(XRD)检测出燃烧反应伴随反应生成球磨过程没有产生Al2O3-TiB2硬质相,这种新生弥散Al2O3-TiB2硬质相在熔融Al液中分布。     

铝合金搅拌摩擦加工制备颗粒增强表面层的组织演变机制

采用搅拌摩擦加工技术,对热喷涂高速钢涂层的铝合金进行了4次重复加工。测试分析结果表明,搅拌摩擦区域的显微组织经历了:涂层破裂→破碎成大尺寸颗粒并嵌入到基体中,并导致基体产生裂纹→大尺寸颗粒继续破碎,小尺寸的颗粒增加,部分块状颗粒被卷入到基体内部,裂纹因回复和再结晶而消失→细小颗粒均匀分布的表面复合层一系列演变过程。由于强烈的热、力耦合作用,使Al-Fe间产生了异常的快速互扩散,搅拌摩擦加工过程中生成的大量细小的Al3Fe颗粒。表面复合层显微硬度最高达到540 HV,比基体的提高了近8倍。     

反应等离子喷涂 Al2O3-TiB2-Al 复相涂层的反应机理

目的在铝合金表面制备Al2O3-TiB2-Al复合涂层,研究Al,TiO2,B2O3在等离子喷涂中的反应机理。方法采用反应等离子喷涂技术在铝合金表面制备复合涂层,应用扫描电镜与X射线衍射技术测试复合涂层的物相组成和显微组织,并通过燃烧波淬熄试验分析等离子喷涂产物。结果机械球磨可以有效降低粉末发生反应的活化能,等离子喷涂最佳飞行距离范围为150~200 mm。结论喷涂粉末在飞行过程中发生反应,经历了预热、熔化、分解、团聚等过程,验证了最终引燃发生燃烧化学反应的机理。