紫銅表面高速火焰噴涂WC-鎳基合金涂層及界面的顯微組織研究.pdf

1、本課題采用高速火焰噴涂技術(shù)，在紫銅基體表面制備了鎳基合金(WC/Ni、NiCrBSi)涂層，通過對涂層及界面區(qū)的顯微硬度、顯微組織結(jié)構(gòu)、相組成、合金元素的分布特征進(jìn)行分析，研究噴涂工藝與涂層及界面區(qū)的顯微組織及力學(xué)性能之間的關(guān)系。 采用顯微硬度計(jì)測定涂層的顯微硬度分布。結(jié)果表明，采用高速火焰噴涂技術(shù)噴涂鎳基合金粉末，可獲得硬度很高的涂層。在涂層橫向上，WC/Ni涂層的顯微硬度因合金粉末中WC含量的不同而不同，WC35/Ni涂層的

2、顯微硬度最低(平均約HM760)，WC45/Ni涂層的顯微硬度最高(平均約HM960)，WC50/Ni涂層的顯微硬度界于兩者之間(平均約HM898)；NiCrBSi涂層的顯微硬度分布比較均勻，平均顯微硬度值約HM940。在涂層縱向上，各涂層的顯微硬度分布都具有外層顯微硬度較小、內(nèi)層較大的特點(diǎn)，即涂層外疏松、內(nèi)致密。 采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)分析涂層及界面的顯微組織特征。結(jié)果表明，涂層顯微組織致密，顆粒的變形度大

3、，顆粒間的粘結(jié)性較強(qiáng)：硬質(zhì)相鑲嵌或彌散分布在涂層基體上：打底層鎳包鋁與工作層之間有晶粒間的相互過渡現(xiàn)象；打底層與Cu基體結(jié)合處的界面呈交錯(cuò)狀，而且界面區(qū)Cu基體一側(cè)存在一條明顯的組織變化帶。 采用X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EPMA)對鎳基合金涂層進(jìn)行了判定和分析。結(jié)果表明，涂層的基體組織為Y-Ni基固溶體。WC/Ni涂層中的硬質(zhì)相主要為顆粒狀的WC、Cr<,3>C<,2>等碳化物，牢固地鑲嵌在涂層基體上；NiCrBSi

4、涂層中的硬質(zhì)相主要為CrB、Cr<,2>B等硼化物，彌散分布在Y-Ni基固溶體上，有利于提高涂層的耐磨性。 界面區(qū)涂層電子探針線掃描及Cu基體一側(cè)能譜分析的試驗(yàn)結(jié)果表明，界面區(qū)存在合金元素的擴(kuò)散現(xiàn)象，主要是Ni元素向Cu基體的擴(kuò)散，這說明在噴涂過程中界面區(qū)存在一定的冶金結(jié)合方式。對于噴涂WC/Ni涂層，Ni元素向Cu基體擴(kuò)散的程度因粉末粒子中WC含量的不同而有所不同，噴涂WC35/Ni涂層時(shí)Ni元素的擴(kuò)散程度較小，噴涂W