電爆噴涂過(guò)程參數(shù)與涂層性質(zhì)的關(guān)系.pdf

1、電爆噴涂技術(shù)是指給金屬絲狀噴涂材料施加脈沖高電壓，使之發(fā)生爆炸，其爆炸產(chǎn)物在爆炸沖擊力作用下高速向周圍濺射，與基體材料表面結(jié)合形成涂層的表面技術(shù)。電爆噴涂可使用難熔金屬如鎢、鉬作噴涂材料，尤其適合于噴涂工件的內(nèi)表面。 電爆噴涂過(guò)程中，施加在金屬絲上的放電電壓，金屬絲與基體之間的噴涂距離，絲狀噴涂材料的幾何尺寸，噴涂基體的表面性質(zhì)等因素，都會(huì)對(duì)涂層的質(zhì)量和結(jié)合強(qiáng)度產(chǎn)生影響。為系統(tǒng)認(rèn)識(shí)它們之間的關(guān)系，利用高壓電場(chǎng)中金屬絲段與絲段式電

2、爆設(shè)備，在不同的放電電壓和噴涂距離下，進(jìn)行系列金屬絲段電爆噴涂試驗(yàn)，結(jié)合電爆涂層的顯微分析，認(rèn)識(shí)電爆噴涂過(guò)程參數(shù)與涂層性質(zhì)之間的關(guān)系。 通過(guò)改變金屬絲長(zhǎng)度和電極間電壓，進(jìn)行系列金屬絲段電爆噴涂試驗(yàn)，制備出距電爆中心不同距離的電爆涂層。認(rèn)識(shí)到當(dāng)空氣間隙達(dá)到3～5mm左右時(shí)，電爆噴涂效果明顯，這樣就可以在特定的電場(chǎng)距離下對(duì)金屬絲長(zhǎng)度進(jìn)行合理的選擇。金屬絲長(zhǎng)度的變化對(duì)涂層的附著面積亦有影響，隨著電場(chǎng)間距跟金屬絲長(zhǎng)度同時(shí)減小，噴涂在基體

3、上的涂層范圍有所增加。 改變電壓、噴涂距離等參數(shù)，得到了4種不同類型的涂層，熔融粒子噴涂層，固態(tài)顆粒堆積層，氣相沉積層，氣相堆積層。其中熔融粒子噴涂層與氣相沉積層的結(jié)合強(qiáng)度較高，有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。對(duì)電爆噴涂實(shí)驗(yàn)所得涂層進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，隨著輸入到金屬絲的放電電壓的增加，爆炸產(chǎn)物由熔融粒子涂層向氣相沉積涂層轉(zhuǎn)變。噴涂距離是決定涂層性質(zhì)關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)，形成氣相沉積涂層所要求的噴涂距離很短，而熔融粒子噴涂層可以在較大范圍的噴涂距離上獲得。

4、 通過(guò)改變不同的會(huì)屬絲直徑發(fā)現(xiàn)，隨著金屬絲直徑的增大，金屬絲的體積、質(zhì)量將會(huì)發(fā)生平方級(jí)的增長(zhǎng)，單位體積的能量變的很小。從而得到的涂層粒度從1μm～5μm不斷增大，涂層的表面形貌也由細(xì)小顆粒的團(tuán)聚體—致密—疏松幾種形態(tài)轉(zhuǎn)變。 利用掃描電鏡（SEM）對(duì)噴涂試樣進(jìn)行截面形貌的觀測(cè)，觀測(cè)涂層與基體結(jié)合處的表面形貌，以及涂層和基體的結(jié)合情況。從涂層中的孔隙率、界面結(jié)合、顆粒變形堆垛情況等三個(gè)方面研究了涂層性質(zhì)。粉末顆粒在能量較低的時(shí)候

5、一般以液滴狀的形式噴射到基體表面形成涂層；能量較高的時(shí)候，電爆炸產(chǎn)生的細(xì)小的粒子會(huì)沉積到基體表面形成涂層。同時(shí)形成的界面結(jié)合緊密，結(jié)合強(qiáng)度高，孔隙率較低。由于堆垛不均勻，存在1μm～2μm的缺陷。 通過(guò)對(duì)四種不同類型涂層下的能量密度進(jìn)行了計(jì)算分析，歸納了形成各種涂層大概的能量密度范圍。隨著輸入到金屬絲的能量密度的增加，爆炸產(chǎn)物中熔融粒子所占份額逐漸減少，而氣相成分逐漸增多。同時(shí)認(rèn)識(shí)到電爆噴涂過(guò)程中，對(duì)于特定的噴涂材料，施加在單位