本文選題：電弧噴涂　切入點：復(fù)合鑄造　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：熱噴涂作為表面工程領(lǐng)域里應(yīng)用最多的技術(shù)之一,具有施工靈活,實用性強(qiáng),應(yīng)用面廣,生產(chǎn)效率高等特點,在防腐、耐磨等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。但熱噴涂涂層與基體結(jié)合方式一般是機(jī)械結(jié)合,很容易發(fā)生涂層剝落,限制了熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用。為了提高涂層和基體的結(jié)合強(qiáng)度,本文采用復(fù)合鑄造的技術(shù)來實現(xiàn)基體和涂層之間的冶金結(jié)合。首先通過熱噴涂技術(shù)在型芯表面噴涂一層涂層,將熔融的金屬液澆注到模具中實現(xiàn)涂層和基體的結(jié)合,該方法改變了傳統(tǒng)熱噴涂工藝先有產(chǎn)品本體后有噴涂層的觀念束縛,為涂層和基體的連接提供了一種全新的思路。本文通過控制基體材料、預(yù)處理、鑄造過程和后處理工藝,研究界面的結(jié)合情況,得到如下結(jié)果和結(jié)論:①通過固液復(fù)合鑄造的方法,成功制備出了具有冶金結(jié)合界面的Al/Al、Al/A356和Al/AZ91復(fù)合鑄件,說明該方法具有可行性并可應(yīng)用于多種材料。②鋁涂層表面氧化膜對界面的結(jié)合有重要的影響。在鋁基體和鋁涂層液固復(fù)合的過程中,該氧化膜將阻礙界面間的潤濕,對涂層進(jìn)行表面處理破碎這層氧化膜將促進(jìn)界面生成冶金結(jié)合界面。在鎂合金基體和鋁涂層液固復(fù)合過程中,鎂合金液可以與氧化膜發(fā)生反應(yīng)而破碎該氧化膜,實現(xiàn)界面間的潤濕,形成冶金結(jié)合界面。③界面兩側(cè)的元素對基體與涂層的結(jié)合產(chǎn)生重要的影響。和純鋁基體相比,A356基體中Si、Mg元素降低界面間的潤濕角和合金熔點,促進(jìn)界面的冶金結(jié)合,并在界面形成一個過渡區(qū)域。AZ91熔液中Mg可與鋁涂層表面氧化物反應(yīng),并進(jìn)行相互擴(kuò)散,在界面形成三個擴(kuò)散層,實現(xiàn)冶金結(jié)合。④隨著澆注溫度的升高,涂層和基體的結(jié)合方式由機(jī)械結(jié)合逐漸轉(zhuǎn)化為冶金結(jié)合。一方面,溫度的升高有利于界面間的潤濕,另一方面,升高溫度可增加界面間液固復(fù)合的時間,促進(jìn)界面間發(fā)生熔合和擴(kuò)散作用。⑤對于機(jī)械結(jié)合界面,熱處理難以改變其結(jié)合狀態(tài)。對于冶金結(jié)合界面,熱處理可使基體組織更加細(xì)小,涂層和基體組織過渡更加平緩,增加擴(kuò)散區(qū)域?qū)挾取＂迣σ苯鸾Y(jié)合界面的組織和成分進(jìn)行了觀察分析。純鋁涂層存在大量的片層狀氧化物,這些氧化物之間的組織與純鋁基體一致并連為一體。鋁涂層與A356的結(jié)合界面出現(xiàn)一個過渡區(qū)域,該區(qū)域組織比較細(xì)小。鋁涂層和AZ91界面出現(xiàn)三個擴(kuò)散層,這三個擴(kuò)散層分別為Al12Mg17+?(Mg)、Al12Mg17和Al3Mg2+氧化物。⑦涂層和基體的結(jié)合機(jī)制可分為三個過程:潤濕、熔合和擴(kuò)散、滲透。潤濕是實現(xiàn)冶金結(jié)合的先決條件,涂層表面狀態(tài)、元素、溫度等因素將影響界面潤濕角。熔合和擴(kuò)散將決定界面過渡層的寬度,溫度和界面元素是主要影響因素。涂層噴涂工藝影響涂層孔隙率,使金屬液滲透到涂層中。
[Abstract]:Thermal spraying, as one of the most widely used technology in surface engineering, has the characteristics of flexible construction, strong practicability, wide application and high production efficiency. Wear resistance and other fields have been widely used. However, the bonding mode between thermal spraying coating and substrate is generally mechanical, and it is easy to spalling, which limits the application of thermal spraying technology, in order to improve the bonding strength between coating and substrate, In this paper, the metallurgical bonding between the substrate and the coating is realized by the technology of compound casting. Firstly, a coating is sprayed on the core surface by thermal spraying, and the molten metal is poured into the mold to realize the combination of the coating and the substrate. This method has changed the traditional thermal spraying process which has the product body first and then the spray coating, and provides a new way of thinking for the connection between the coating and the substrate. In this paper, by controlling the substrate material, the pretreatment, the casting process and the post treatment process, The results and conclusions obtained from the study of interface bonding are as follows: by solid-liquid composite casting, Al / Al / Al / A356 and Al/AZ91 composite castings with metallurgical bonding interface have been successfully prepared. The results show that the method is feasible and can be used in many kinds of materials, that is, the oxide film on the surface of aluminum coating has an important influence on the interface bonding. In the process of liquid / solid composite of aluminum substrate and aluminum coating, the oxide film will hinder the wetting between interfaces. The surface treatment of the coating will promote the formation of metallurgical bonding interface at the interface. In the process of liquid-solid composite of magnesium alloy substrate and aluminum coating, the magnesium alloy solution can react with the oxide film and break the oxide film. The wetting between the interfaces is realized, and the elements on both sides of the interface form the metallurgical bonding interface .3 have an important effect on the bonding between the substrate and the coating. Compared with the pure aluminum matrix, the Si-mg element in the matrix of A356 reduces the wetting angle between the interfaces and the melting point of the alloy. Promoting the metallurgical bonding of the interface, and forming a transition region. AZ91 in the interface, mg can react with the oxide on the surface of the aluminum coating and diffuse with each other, forming three diffusion layers at the interface, and realizing the metallurgical bonding .4 with the increase of pouring temperature. On the one hand, the increase of temperature is beneficial to the wetting of interface, on the other hand, increasing temperature can increase the time of liquid-solid recombination between interfaces. For mechanical bonding interface, heat treatment is difficult to change its bonding state. For metallurgical bonding interface, heat treatment can make the matrix microstructure finer and the transition between coating and matrix structure more smooth. The microstructure and composition of metallurgical bonding interface were observed and analyzed by increasing the width of diffusion zone. The microstructure of these oxides is consistent with that of pure aluminum substrate. There is a transition area between the interface of aluminum coating and A356, and the structure of the region is smaller. There are three diffusion layers at the interface between aluminum coating and AZ91. The three diffusion layers are Al12Mg17? The bonding mechanism of Al 12 mg 17 and Al3Mg2 oxide 7. 7 coatings and matrix can be divided into three processes: wetting, fusion and diffusion, permeation. Wetting is a prerequisite for metallurgical bonding. Temperature and other factors will affect the wetting angle of the interface. The width of the interfacial transition layer will be determined by fusion and diffusion, and the temperature and interface elements are the main factors. The coating spray process affects the porosity of the coating and makes the liquid metal permeate into the coating.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

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本文編號：1637959