Ni/Ti球磨时间对冷喷涂沉积效率及组织结构的影响

摘要

NiTi金属间化合物具有优异的抗空蚀、抗冲蚀性能，在水轮机、螺旋浆等过流部件具有广阔的应用背景。本文通过研究不同机械球磨时间4hrs、8hrs和14hrs的Ni/Ti粉末对冷喷涂层沉积率及涂层组织结构的影响。为冷喷涂制备NiTi金属间化合物涂层提供依据。
　　 结果表明机械球磨可以制备出适合冷喷涂用的具有亚微米精细层状结构Ni/Ti复合粉末。机械球磨时间显著的影响着Ni/Ti粉末内部层状结构细化程度，随着机械球磨时间的延长，粉末层间结构越来越致密，粉末硬度也越来越大。通过冷喷技术制备不同球磨Ni/Ti粉末涂层，结果发现在相同的冷喷涂参数下，随着机械球磨时间的延长，涂层的沉积率越来越小。同时发现纳米级的微小颗粒在冷喷过程中发生自蔓延SHS反应影响粉末的沉积率。结果表明控制冷喷涂主气温度可以阻止自蔓延SHS反应的发生从而提高冷喷涂层沉积率。通过热处理工艺研究不同机械球磨时间对冷喷涂层组织的影响。结果发现对于4hrs和8hrs粉末冷喷涂层，热处理温度在900～1050℃时，涂层中金属间化合物成分为Ni3Ti、(B2结构)NiTi和NiTi2；对于14hrs粉末冷喷涂层热处理温度在600～900℃时，涂层中金属间化合物成分只有Ni3Ti和NiTi2存在，而没有NiTi存在。这主要是因为随着机械球磨时间的延长，冷喷涂层中物相的转变温度呈下降的趋势。