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镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末及涂层性能的研究

吕楠  
【摘要】:本文系统地研究了冷喷涂技术在镁合金表面的应用。利用超音速气体雾化装置制备了系列快凝Zn-Al合金粉末,研究了粉末特征;优化了镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末工艺,分析了工艺参数对涂层质量的影响;观察了涂层微观组织,并分析了涂层与基体之间的结合;测定了涂层的硬度和涂层与基体的结合强度;并对涂层的防腐和耐磨性能进行了系统研究。 研究结果表明,制备的冷喷涂用ZA20、ZA27合金快凝粉末粒度分布均匀,组织为细小的等轴晶;冷喷涂涂层组织遗传了快凝Zn-Al合金粉末的组织特征,为细小均匀的等轴晶,没有明显的Al元素偏析现象。镁合金表面冷喷涂Zn-Al合金粉末存在着适宜的工艺参数,合适的喷涂工艺参数为:ZA20合金粉末喷涂气源压强2.15MP,喷涂气体温度300℃,喷涂距离40mm;ZA27合金粉末气源压强2.1MPa,喷涂气体温度330℃,喷涂距离20mm。冷喷涂涂层的致密性与基体表面的喷涂压力有关。当喷涂压力较小时,涂层中会产生互不联通的孔洞缺陷;随着喷涂压力的增大涂层越来越致密。冷喷涂的温度也会对涂层的质量产生影响,当冷喷涂基体表面温度远低于镁合金和喷涂粉末的熔点时,基体和粉末不出现熔化现象,结合界面无烧结、熔化等现象,不产生任何缺陷。冷喷涂涂层的硬度明显高于铸态锌铝合金及基体合金的硬度,涂层有较好的结合强度,而且涂层的耐磨损,耐腐蚀性能均远好于基体,能有效的保护镁合金基体。


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