雾化气体对电弧喷涂过程喷涂金属材料氧化性的影响

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7、材料物理与化学研究生：赵旭指导教师：冯拉俊教授摘要签名．血左璧签名：7b拳√心热喷涂过程中喷涂材料的氧化导致涂层结合强度变低，孔隙率增加，严重影响到了涂层的使用性能。为了研究喷涂过程中的氧化特性和机理，减轻热喷涂过程中材料的氧化，本文采用电弧喷涂设备，以熔点相对较高的1Crl8Mn8Ni5N丝材以及熔点相对较低的纯铝丝材为研究对象，在Q235钢基体上进行了喷涂。压缩空气作为雾化气体，固定其它工艺参数，在喷涂距离分别为150mm、200mm、250mm下将喷涂颗粒喷入水中进行收集，改用氩气作为雾化气体，收集喷涂距离250mm时的颗粒。利用金相显微镜，SEM

8、、EDS等对颗粒粒径，颗粒形貌，以及颗粒表面元素分布及含量进行观察和分析，其中1Crl8Mn8Ni5N颗粒也进行了氧气雾化下的颗粒观察和分析，对结果进行补充。压缩空气作为雾化气体，在喷涂距离150mm、200mm、250mm时制得涂层，利用磁阻测厚仪、染色法、万能拉伸试验机、维氏硬度计、失重法等仪器和方法对涂层的厚度、孔隙率、结合强度、硬度、耐蚀性进行测量和测试，改用氩气雾化，在喷涂距离250mm时进行相同性能检测，对比分析；对压缩空气和氩气雾化下的涂层截面试样进行了扫描与能谱分析，分析涂层与基体元素间的扩散情况，并对涂层表面进行了宏观观察。结果表明：电

9、弧喷涂1Crl8Mn8Ni5N材料，颗粒基本呈球形分布，纯铝材料的喷涂颗粒呈不规则丝状分布。压缩空气雾化下，随着喷涂距离的增加，颗粒表面的含氧量逐渐增加；氩气雾化下，颗粒粒径更加细小均匀，颗粒表面的含氧量在相同条件下均有所降低。雾化粒子在飞行的过程中，空气中的氧卷入到雾化气流中，形成飞行粒子的氧化剂来源，金属的氧化为扩散机制，氩气雾化下，电弧的引弧区域会制备出Ar等离子体，喷涂温度高，改变了熔滴的粘度和表面张力，雾化效果提高。在150~250衄喷涂距离内，随着喷涂距离的增加，雾化颗粒的氧化程度逐渐加剧，对应着涂层的孔隙率增大、结合强度降低、硬度降低、耐蚀

10、性下降。采用氩气进行喷涂时，由于焰流集中，温度高，粒子获得的动能大，颗粒细小均匀，使得喷涂粒子在扁平化形成涂层后，涂层的各种性能都得到了提高。同时发现，氩气雾化下，涂层与基体之间除了机械结合外，也出现了少量冶金结合，涂层层状结构明显，而压缩空气雾化下均是纯粹的机械结合，涂层有类似柱状晶结构的生成。西安理工大学硕士学位论文关键词：电弧喷涂；氧化；惰性气体；涂层ⅡAbstractTitle：THElMPACT0FTHEATOM亿ATIONGASONTHEOXIDATIONRESlSTANSE0FMETALMATERIALSINTHEARCSPRAYINGPR

11、OCESSMajor：MaterialsPhysicalChemistryName：XuZHAOSupervisor．prof．LajMRFENGAbstractSignature：丕』碰塑Signature：#止￡Theoxidizationofsprayingmaterialsinthermalsprayprocesscouldresultindecreaseoftheadhesivestrength,increaseoftheporosityrate，whichseriouslyaffectsthepracticaltime-tionsofspra

12、yinglayers．Underthiscircumstance，applyin