【摘 要】
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冷喷涂（CS）技术在材料修复方面有很大的应用潜力,能实现失效零件的再制造,而不需要将零件整体替换,大大降低了成本。冷喷涂修复或制造的铝合金通常具有较高的硬度和强度,但是塑性较差,通过热处理的方法能改善其力学性能。冷喷涂修复或制造的铝合金同样面临着腐蚀和磨损防护的问题,等离子电解氧化（PEO）技术是常用于铝合金防护的表面涂层技术。本文使用冷喷涂技术在轧制7075铝合金基体上制备了7075铝合金沉积体
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冷喷涂（CS）技术在材料修复方面有很大的应用潜力,能实现失效零件的再制造,而不需要将零件整体替换,大大降低了成本。冷喷涂修复或制造的铝合金通常具有较高的硬度和强度,但是塑性较差,通过热处理的方法能改善其力学性能。冷喷涂修复或制造的铝合金同样面临着腐蚀和磨损防护的问题,等离子电解氧化（PEO）技术是常用于铝合金防护的表面涂层技术。本文使用冷喷涂技术在轧制7075铝合金基体上制备了7075铝合金沉积体,检测和分析了冷喷涂7075铝合金热处理前后的显微组织和力学性能,并优化了T6热处理工艺参数。采用等离子电解氧化（PEO）技术在冷喷涂和轧制7075铝合金表面制备了PEO涂层,检测和分析了涂层的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能和耐磨损性能。采用封孔处理的方法进一步提升涂层的耐腐蚀性能和耐磨损性能。研究结果如下:冷喷涂7075铝合金沉积体中的粉末颗粒经历了严重的塑性变形,有细晶结构的存在。冷喷涂7075铝合金组织致密,孔隙率低（0.7%）,具有较高的强度（365MPa）、硬度(144HV0.03)以及和基体的结合强度（75.6MPa）,但是塑性较差。通过优化工艺参数的T6热处理后,冷喷涂7075铝合金中的细晶结构消失,晶粒尺寸变大,加工硬化消除,综合力学性能提高:硬度和抗拉强度略微下降(142HV0.03和356MPa)、塑性提高（拉断时的应变提高150%）以及结合强度上升69%（127.8MPa）。冷喷涂7075铝合金的PEO涂层主要由γ-Al2O3和少量的α-Al2O3组成,厚度为15-20μm左右,有少量的微孔、微裂纹等内部缺陷。PEO涂层的硬度达到1353±156HV0.01,结合强度超过38MPa。经过PEO处理后,冷喷涂7075铝合金的耐腐蚀性大大提升,自腐蚀电流密度由1.16×10-4A/cm~2下降3个数量级至6.27×10-7A/cm~2,腐蚀电位也上升了约0.1V;耐磨性也大大提升,磨损率由3.65×10-4mm~3/N·m下降了两个数量级至2.41×10-6mm~3/N·m。封孔处理后,PEO涂层的自腐蚀电流密度进一步下降一个数量级,达到1.45×10-8A/cm~2;封孔处理还能提高PEO涂层长期的耐腐蚀性,在Na Cl溶液中浸泡1天和7天后再对其进行电化学实验,比起未封孔的样品,封孔的样品自腐蚀电流密度小两个数量级,实验后表面涂层未出现开裂。封孔处理还能减小磨损实验初期的摩擦系数,提高了PEO涂层能承受的临界载荷。封孔处理进一步减小了PEO涂层样品的磨损率,减小幅度随着载荷的增大而减小（2N:13%;5N:7.1%）。
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