铜表面等离子熔覆Ni/Ni-Al金属间化合物涂层制备及性能研究

发布时间：2024-12-20 22:40

　　表面改性可以使Cu基材表面获得耐高温、耐磨损以及耐腐蚀等多种优异性能。等离子熔覆作为一种先进的表面改性技术,可以制备出低稀释率、组织致密及与基体结合良好的涂层,但采用这种技术在Cu基材表面制备涂层的研究未见报道。本文初次尝试以Ni粉和A1粉为熔覆原材料,采用等离子熔覆技术在纯Cu基材表面制备Ni-Al金属间化合物涂层。考虑到Ni-Al金属间化合物与Cu基材的润湿性差,且Ni-Al金属间化合物与Cu基材界面存在应力奇异性,在Ni-Al层与Cu基体之间加入了Ni过渡层,制备出Ni/Ni-Al金属间化合物涂层,并在Ni-Al层中添加Fe和Y203,对涂层的相组成、界面结合、微观组织、成分、显微硬度和耐磨性进行了测试分析。主要研究成果如下：(1)采用L9(33)正交表对工作电流、扫描速度、氩气流量三因素进行铜表面等离子熔覆Ni/Ni-Al金属间化合物涂层正交试验。结果发现,氩气流量(C)对涂层表观质量影响最大,工作电流(A)对涂层界面结合和显微硬度影响最显著。最佳工艺参数为：工作电流150A,扫描速度10cm/min,氩气流量1L/min。(2)采用最佳工艺参数在纯Cu表面等离子熔覆Ni/Ni-...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 铜表面改性
        1.2.2 等离子熔覆
        1.2.3 NiAl金属问化合物
    1.3 可行性分析
    1.4 研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 熔覆材料
    2.2 样品制备设备及过程
        2.2.1 样品制备设备
        2.2.2 样品制备过程
    2.3 样品测试分析
        2.3.1 微观组织分析
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 显微硬度测试
        2.3.4 摩擦磨损性能测试
第三章 等离子熔覆Ni/Ni-Al涂层制备工艺研究
    3.1 试验方案
        3.1.1 因素和水平的选择
        3.1.2 分组方案
    3.2 试验结果
        3.2.1 涂层表观质量
        3.2.2 涂层与基体界面结合
        3.2.3 涂层截面显微硬度
    3.3 试验结果分析
        3.5.1 工艺参数对涂层表观质量的影响
        3.5.2 工艺参数对涂层与基体结合的影响
        3.5.3 工艺参数对涂层显微硬度的影响
        3.5.4 综合评价
    3.4 本章小结
第四章 等离子熔覆Ni/Ni-Al涂层的组织与耐磨性
    4.1 等离子熔覆Ni-Al层物相分析
    4.2 等离子熔覆Ni/Ni-Al涂层显微组织
    4.3 Ni-Al层中的孔洞及其形成原因
    4.4 Ni-Al层的摩擦磨损性能及磨损机理
    4.5 本章小结
第五章 Fe对涂层组织与性能的影响
    5.1 Fe添加量对Ni-Al层物相的影响
    5.2 Fe添加量对涂层界面的影响
    5.3 Fe添加量对涂层显微组织的影响
    5.4 Fe添加量对涂层显微硬度的影响
    5.5 Fe添加量对涂层摩擦磨损性能的影响
    5.6 本章小结
第六章 Y₂O₃对涂层组织及性能的影响
    6.1 Y₂O₃添加量对涂层物相的影响
    6.2 Y₂O₃添加量对涂层界面的影响
    6.3 Y₂O₃添加量对涂层显微组织的影响
    6.4 Y₂O₃添加量对涂层显微硬度的影响
    6.5 Y₂O₃添加量对涂层摩擦磨损性能的影响
    6.6 本章小结
第七章 结论
致谢
参考文献
研究生期间发表的学术成果



本文编号：4017970