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高强度铝合金7A09具有很强塑性变形能力,但是其较低的耐磨和耐腐蚀性能使其在复杂工况环境下的应用推广受到阻碍;超音速火焰喷涂技术(HVAF)是一种工业应用推广度较高的金属表面强化技术,WC-10Co4Cr是一种耐腐蚀、耐摩擦性能优异的金属陶瓷复合涂覆材料(硬质合金)。研究采用HVAF在7A09表面制备WC-10Co4Cr涂层以增强7A09铝合金制品工作面耐磨、耐腐蚀性能极具应用价值;高强铝合金在军工、航天等恶劣环境下应用需求强烈,对涂层性能及涂层与基体的键合强度要求严苛,如果能探寻一种针对7A09表面制备有WC-10Co4Cr涂层增强性能的方法,将大大提高7A09铝合金制品的使用寿命,拓展其应用领域。采用HVAF在7A09铝合金表面制备WC-10Co4Cr涂层,使用正交法优选工艺参数。使用Kermetico的超音速热喷涂设备、CK05喷枪,粒度15~38μm的WC-10Co4Cr粉末,工艺参数为:空气压力=89MPa,丙烷压力91MPa,燃烧室压力=80.4MPa,送粉器转速=6Rpm,横移速度=1500mm/s,喷涂距离=180mm,步距=2mm;在此条件下制备的涂层性能较优。建立划痕法结合EDS检测的结合强度标定标准。由于HVAF制备的WC涂层的结合强度较高,ASTMC633规定的拉伸法受到粘结强度的限制无法检定该涂层结合强度;由于划痕内缺陷不明显,GB/T30707规定的划痕法无法对WC-10Co4Cr涂层失效阶段进行判定。本文通过分析划痕法检测涂层结合强度的原理,采用EDS对划痕微区域内的Al元素含量进行检测,标定结合强度。并对本研究制备的涂层结合强度进行了检测,检测结果表明临界载荷最小为Lc=160N。首次提出了采用热压缩变形的方法强化涂层性能。对制备有WC-10Co4Cr涂层的7A09铝合金的实验材料分别在不同温度(360℃、390℃、420℃、450℃),不同变形量(4%(0.2mm)8%(0.4mm)、12%(0.6mm)、16%(0.8mm)、20%(1mm)),压缩速率0.01s~(-1),的实验条件下进行热压缩变形。研究结果表明:热压缩变形对涂层表面硬度的作用:温度升高使WC涂层生成CoWO_4、Cr_2O_5、C_6WO_6等硬度较高的氧化物相,在压力的作用下涂层表面的颗粒密度增加、孔隙降低对显微硬度的提升有益;在变形温度450℃,变形量16%的情况下,涂层的显微硬度与初始显微硬度相比提高了15%,此时对涂层硬度的强化效果最明显。热压缩变形对结合强度的作用:热压缩变形使界面层混合相中以W和Al为主要成分的过渡层随着Al的扩散逐渐消失。变形温度450℃、变形量4%时界面层原子扩散使各相成分含量基本平衡,材料开始稳态流变,压缩应力载荷较小,在不影响涂层性能的情况下使界面层的键合状态得到强化,结合强度增加了6.3%;变形量增大过程中,影响涂层与基体间隙弥合和接触面积增大的主要因素是界面层基体的流变程度,变形量8%时结合强度强化效果最明显,表征结合强度的临界载荷达到188N,与初始临界载荷相比提高了17.5%;随着变形量的增大界面层基体材料的流变程度增加,破坏了涂层与基体原始键合状态,结合强度开始降低。综上,采用HVAF技术在7A09铝合金表面制备的WC-10Co4Cr涂层性能满足热喷涂工艺及粉末的质量要求;本文提出的针对高结合强度的结合强度标定方法在实际应用中切实可行;采用热压缩变形方法对涂层的显微硬度和结合强度有显著的强化作用。