等离子喷注Cr粉制备Al-Cr合金的研究

发布时间：2017-12-03 05:31

  本文关键词：等离子喷注Cr粉制备Al-Cr合金的研究

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【摘要】：铬可作为增强元素添加到铝合金中,以提高铝合金的抗氧化性、耐腐蚀性及耐磨性等性能。但由于铬在铝中的固溶度很小,形成的金属间化物种类较多、且结构复杂,合金组织较为粗大等问题,严重制约了铝铬合金的应用和发展。本文采用了等离子喷注技术将粒径大小不同的铬粉喷注入铝液中,经搅拌均匀后,浇注铁模中冷却,制得铝铬合金试样。使用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等检测方法,探讨和分析等离子喷注技术制备的铝铬合金的组织结构特点,并结合实验结果分析对等离子喷注工艺进行了优化和改进。研究结果表明:本文所用的等离子喷注技术工艺能够较为有效地活化金属铬粉,增加粉末颗粒润湿性,使粉末高效进入铝液中并充分反应,获得组织均匀、细小,性能较好的铝铬合金。通过对粗/细粉末在不同功率下喷粉测试,研究了喷注功率对粉末形貌的影响。结果表明,在相同的送粉参数下,随着功率的升高,粗/细粉末形貌均有一定变化,其中细粉末在15kW功率下,几乎全部球化。通过对不同喷注功率和不同铝液温度对合金化组织影响以及合金组织结构分析的研究,结果显示:-100~+160目粉末的等离子喷注推荐使用700℃+9kW工艺喷注;-300~+325目粉末的等离子喷注推荐使用800℃+9kW工艺喷注。采用以上工艺能够制备出较好铝铬合金。通过对所制备的铝铬合金硬度和摩擦性能分析,结果表明:等离子喷注制备的铝铬合金硬度得到较好提高,随着喷涂功率和温度的增加,合金硬度均呈递增趋势,且喷注细粉制备的合金硬度值均比粗粉的高;经初步摩擦性能测试,粗粉/700℃/9kW和细粉/800℃/9kW工艺制备的Al-Cr合金相对于纯铝耐磨性提高了20~40倍。热处理结果表明:喷注粗粉制备的铝铬合金在640℃下热处理12h仍存在纯铬相,经过650℃热处理15h后,纯铬相消失,大颗粒合金相演变成了铝基体上细小密集合金相的富集区;喷注细粉制备的铝铬合金,在550℃下热处理12h后,合金相形状规整,分布均匀,粒子相对细小,与基体结合紧密。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21

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本文编号：1247633