低壓等離子噴涂射流特性及金屬基涂層組織性能研究.pdf

1、熱噴涂技術(shù)是以熱源的不斷更新而發(fā)展的，隨著等離子噴涂技術(shù)(APS)的發(fā)展，近年來(lái)超低壓等離子噴涂技術(shù)(VLPPS)倍受矚目。這種技術(shù)使用大功率等離子噴槍，在50～100Pa的超低壓條件下，等離子射流達(dá)到超音速狀態(tài)，可以制備出區(qū)別于傳統(tǒng)層狀組織的特殊結(jié)構(gòu)涂層，具有良好的應(yīng)用前景。
　　 目前，對(duì)低壓條件下等離子射流特性以及涂層形成機(jī)理的研究還處于初級(jí)階段。研究等離子射流的特性，對(duì)獲得良好的涂層組織有重要意義。本課題首先利用熱焓探針

2、系統(tǒng)，研究了低壓條件下等離子射流的壓力、比焓、溫度、速度和努森數(shù)的分布，結(jié)果表明噴嘴出口附近射流的溫度和速度較高，可分別達(dá)到10950K和2024m/s，努森數(shù)在1.0左右，等離子體的平均自由程與粉末顆粒的尺寸相當(dāng)，對(duì)粉體的加熱能力降低，使用內(nèi)送粉噴涂方式可彌補(bǔ)這一不足。
　　 根據(jù)射流特性的研究結(jié)果確定噴涂參數(shù)，選擇316L不銹鋼粉末和FeAl金屬間化合物粉末作為研究對(duì)象，討論低壓等離子噴涂制備的涂層的組織和性能，得到在較高的

3、噴涂能量和基體溫度時(shí)，可以制備出等軸晶結(jié)構(gòu)的316L不銹鋼涂層，相比大氣等離子噴涂制備的層狀結(jié)構(gòu)涂層，等軸晶涂層中幾乎不存在孔隙及氧化物，并具有較低的顯微硬度以及較高的耐腐蝕性。
　　 盡管FeAl金屬間化合物的熔點(diǎn)低于316L不銹鋼，但使用得到等軸晶結(jié)構(gòu)316L不銹鋼涂層的噴涂參數(shù)制備的FeAl涂層依然為層片狀組織，相比缺陷較多的大氣等離子噴涂和超音速火焰噴涂涂層，低壓等離子噴涂FeAl涂層組織十分致密，氧化物含量少，具有較高