爆炸喷涂Al-Cu-Fe准晶涂层性能分析

摘要

目的提高准晶涂层内部准晶相含量,进而研究Al-Cu-Fe准晶涂层的各项性能。方法采用爆炸喷涂的方式在2A12铝合金基底上制备了Al-Cu-Fe准晶涂层。借助SEM、XRD等手段对Al-Cu-Fe准晶粉体的组织形貌、物相形成进行研究。采用显微硬度计、拉力试验机测试涂层的力学性能。采用比热容测试仪、激光热导仪检测涂层的热性能。使用摩擦磨损试验仪研究了涂层的摩擦磨损性能。结果水雾化法制成的Al-Cu-Fe准晶粉体主要包含准晶相和少量的β-Al_(42.54)Cu_(34.65)Fe_(22.81)相,准晶含量为73%。882℃为准晶相的熔点,粉体在800℃的退火温度下准晶含量能达到98.7%。涂层在700℃下比热容为0.749 J/(g·K),热导率为5.913W/(m·K)。涂层的显微硬度为569.4HV0.3,经退火处理最高硬度可达658.33HV0.3。涂层的结合强度为33.25 MPa,退火处理后结合强度为58.75 MPa。涂层在不同载荷和温度下,摩擦因数为0.768~0.512(均低于基体),在15 N和20 N的载荷下磨损率较基体提升明显(磨损率仅为基体的7.31%),高温环境下同载荷较室温环境下涂层的磨损率提升明显(高温磨损率为低温的3.00%)。结论准晶涂层可以对基体起到良好的热防护,对基体的减摩耐磨具有积极的作用。对涂层进行退火处理后,能有效提高涂层的硬度、结合强度等性能。