摘 要
在铝合金表面制备复相陶瓷涂层是提高铝合金耐磨性的一种方法。等离子喷涂制备 Al2O3-TiB2复相涂层的方法是将混合粉末机械合金化后，利用等离子喷涂在基体表面原位合成复相涂层。它的显著优点是陶瓷相颗粒较小，分布均匀，强化效果好。本文重点研究铝合金表面反应喷涂制备 Al2O3-TiB2复相涂层喷涂粉末特性、反应喷涂制备 Al2O3-TiB2复相涂层工艺和涂层形成机理。用 X 射线衍射仪、扫描电镜分析了机械合金化后混合粉末的物相组成，比较了不同机械合金化时间混合粉末的变化，以及对喷涂所得涂层成分的影响。由于混合粉末熔点差异较大，采用氧-乙炔火焰喷涂（低温条件）和等离子喷涂（高温条件）两种喷涂方法，研究不同温度、喷涂距离及添加粘结剂对涂层组织、涂层和基体间结合强度、涂层致密度的影响，研究反应喷涂、复相涂层的形成机理；在此基础上优化出最佳的反应喷涂制备、复相涂层的成分配比及喷涂工艺并测定了涂层的显微硬度。从上述试验结果得出以下结论：
未球磨的混合粉末进行喷涂，所得涂层中只含有 Al，TiO2，B2O 和 B2O3，无 Al2O3和 TiB2相，说明在喷涂过程中没有反应发生；球磨后的混合粉末喷涂可以得到含Al2O3和 TiB2的复相涂层。两种喷涂方法都可得到含 Al2O3和 TiB2相的涂层。氧-乙炔火焰喷涂得到的复相涂层中 Al2O3及 TiB2颗粒较少，等离子喷涂得到的涂层中Al2O3及 TiB2颗粒较多，但涂层的致密度差，自身结合强度不高。喷涂反应发生在混合粉末喷涂飞行过程中，喷涂的最佳距离为 350mm。在混合粉末中添加 Al 粉作为粘结剂，添加 20%粘结剂的涂层结合效果好，Al2O3及 TiB2颗粒分布均匀，涂层致密度高。复相涂层最佳制备方案为等离子喷涂含 20%粘结剂的球磨粉末，所得涂层最高显微硬度可达 1300HV0.1。
关键词： 复相涂层、机械合金化、反应喷涂、粘结剂
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