az31b反应热喷涂复相陶瓷涂层制备工艺及性能的研究论文.pdf

致 谢 本研究及学位论文是在我的导师时海芳教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,时老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来,时老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向时老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢李智超老师、马壮教授、董世知老师等对我的教育培养。他们细心指导我的学****与研究,在此,我要向诸位老师深深地鞠上一躬。在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成, 有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意! 最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母,谢谢你们! - I - 摘 要 本文研究了在 AZ31B 镁合金表面利用普通火焰喷涂和 SHS 反应热喷涂制备 Al 2 O 3 /TiO 2 复相陶瓷涂层。用 SEM 、EDAX 、XRD 等设备和手段研究了 Al 2 O 3 /TiO 2 复相陶瓷陶瓷涂层的微观形貌、元素分布、物相组成等微观特征;对陶瓷骨料与铝热剂、铝热剂内部成分之间的配比问题进行了分析;对陶瓷涂层的显微硬度、结合强度、耐热冲击性、耐磨性、耐蚀性等机械性能进行了测试。结果表明,最佳喷涂粉末配方为:陶瓷骨料为 Al 2 O 3 -13%TiO 2 ;铝热剂为 m(Al):m(CuO)=3:1 ; m( 陶瓷骨料):m( 铝热剂的质量)=1:1 。 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层出现了相应的冶金结合, 各元素的分布较均匀, 并且有 Al Si , Al Cu , Cu 4MgO 5 , CuAlO 2 等新相产生。 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层的孔隙率是 % ,经过封孔后孔隙率将为 0 ,结合强度为 ,显微硬度为 。 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层在 400 ℃下热震 40 次, 500 ℃下热震达到 30 次依然完好。 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层在抗磨粒磨损、抗黏着干磨损、抗黏着油磨损方面比基体提高了 , 和 倍,在 5% 醋酸溶液和 % ***化钠溶液中的耐蚀性分别是基体的 和 倍,但是经过清漆封孔后,其耐蚀性达到最好。对两种热喷涂方法制得的陶瓷涂层进行比较: SHS 反应热喷涂所制得的陶瓷涂层在结合强度、显微硬度、孔隙率和其它一些力学物理性能要明显优于普通热喷涂所制的陶瓷涂层。关键词:AZ31B;普通火焰喷涂;SHS 反应热喷涂;Al 2 O 3 /TiO 2 复相陶瓷涂层;机械性能 - II - Abstract In this study, Al 2 O 3 /TiO 2 multiphase ceramic coating was prepared on the surface of AZ31B magnesium alloys by the ordinary thermal spraying and SHS thermal spraying. Resarch of micro-mo rphology, element distribution, phase composition and other micros copic features of the Al 2 O 3 /TiO 2 multiphase creamic coating on AZ31B by SEM, XR D, EDAX and other methods . Analyze of the effects of coating’ponents and pe rformance with the change of the proportion of Al to CuO in thermite and thermite to ceramic aggregate. Test of the micro-hardness, bonding strength, thermal shock resistance pe rformance, wear resistance, corrosion resistance and other performances of the Al 2 O 3 /TiO 2 multiphase creamic coating on AZ31B. The results show that: the best ratio of spray powder is that Al to CuO in thermite and thermite