论文部分内容阅读
采用团聚烧结法制备了TiB2-Cu、TiB2-Cu-Ni复合粉末，应用等离子喷涂技术分别在45#钢基体上制备了不同TiB2含量的TiB2-Cu复合涂层以及TiB2-Cu-Ni复合涂层。研究了料浆参数、喷雾干燥工艺对粉末结构、性能的影响以及喷涂工艺参数对涂层显微组织结构的影响规律。运用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射（XRD）等分析方法对涂层显微组织结构进行分析表征。并且检测了涂层的孔隙率，显微硬度以及耐磨性。结果表明，粘结剂添加量15%，固含量60%，喷雾干燥温度180℃，雾化盘转速9600r/min工艺参数下可以制备出实心结构的喷雾干燥粉末，粉末松装密度较高，流动性好，粉末粒径适合等离子喷涂工艺要求。热处理后，TiB2-Cu复合粉末相组成主要为TiB2和Cu；TiB2-Cu-Ni粉末中TiB2与Ni以及杂质C发生反应生成了Ni3B和TiC相。通过优化喷涂工艺，所制备涂层结构致密。其中40%TiB2-60%Cu涂层孔隙率为1.46%；60%TiB2-40%Cu涂层孔隙率为4.20%；60%TiB2-28%Cu-12%Ni复合涂层孔隙率为2.54%。TiB2-Cu复合涂层的相组成主要为TiB2和Cu，金属Cu基本没有发生氧化，TiB2分布均匀。TiB2-Cu-Ni复合涂层的相组成为TiB2、Cu/Ni固溶体、TiC。粉末中TiB2颗粒周围的Ni3B相在等离子焰流中发生氧化消失，涂层中TiB2周围富含大量的Ni，并在金属基体中存在大量纳米尺寸的增强颗粒，显著提升了复合涂层的硬度、强度。TiB2含量由40%增加到60%时，TiB2-Cu复合涂层的显微硬度及耐磨性提升并不明显；引入金属Ni以后，复合涂层的显微硬度显著提高，Hv0.1达到了455.32，摩擦系数降低为0.194，磨损率减小了50%左右。