電爆噴涂過程參數與涂層性質的關系.pdf

1、電爆噴涂技術是指給金屬絲狀噴涂材料施加脈沖高電壓，使之發(fā)生爆炸，其爆炸產物在爆炸沖擊力作用下高速向周圍濺射，與基體材料表面結合形成涂層的表面技術。電爆噴涂可使用難熔金屬如鎢、鉬作噴涂材料，尤其適合于噴涂工件的內表面。 電爆噴涂過程中，施加在金屬絲上的放電電壓，金屬絲與基體之間的噴涂距離，絲狀噴涂材料的幾何尺寸，噴涂基體的表面性質等因素，都會對涂層的質量和結合強度產生影響。為系統(tǒng)認識它們之間的關系，利用高壓電場中金屬絲段與絲段式電

2、爆設備，在不同的放電電壓和噴涂距離下，進行系列金屬絲段電爆噴涂試驗，結合電爆涂層的顯微分析，認識電爆噴涂過程參數與涂層性質之間的關系。 通過改變金屬絲長度和電極間電壓，進行系列金屬絲段電爆噴涂試驗，制備出距電爆中心不同距離的電爆涂層。認識到當空氣間隙達到3～5mm左右時，電爆噴涂效果明顯，這樣就可以在特定的電場距離下對金屬絲長度進行合理的選擇。金屬絲長度的變化對涂層的附著面積亦有影響，隨著電場間距跟金屬絲長度同時減小，噴涂在基體

3、上的涂層范圍有所增加。 改變電壓、噴涂距離等參數，得到了4種不同類型的涂層，熔融粒子噴涂層，固態(tài)顆粒堆積層，氣相沉積層，氣相堆積層。其中熔融粒子噴涂層與氣相沉積層的結合強度較高，有工業(yè)應用價值。對電爆噴涂實驗所得涂層進行研究發(fā)現，隨著輸入到金屬絲的放電電壓的增加，爆炸產物由熔融粒子涂層向氣相沉積涂層轉變。噴涂距離是決定涂層性質關鍵過程參數，形成氣相沉積涂層所要求的噴涂距離很短，而熔融粒子噴涂層可以在較大范圍的噴涂距離上獲得。

4、 通過改變不同的會屬絲直徑發(fā)現，隨著金屬絲直徑的增大，金屬絲的體積、質量將會發(fā)生平方級的增長，單位體積的能量變的很小。從而得到的涂層粒度從1μm～5μm不斷增大，涂層的表面形貌也由細小顆粒的團聚體—致密—疏松幾種形態(tài)轉變。 利用掃描電鏡（SEM）對噴涂試樣進行截面形貌的觀測，觀測涂層與基體結合處的表面形貌，以及涂層和基體的結合情況。從涂層中的孔隙率、界面結合、顆粒變形堆垛情況等三個方面研究了涂層性質。粉末顆粒在能量較低的時候

5、一般以液滴狀的形式噴射到基體表面形成涂層；能量較高的時候，電爆炸產生的細小的粒子會沉積到基體表面形成涂層。同時形成的界面結合緊密，結合強度高，孔隙率較低。由于堆垛不均勻，存在1μm～2μm的缺陷。 通過對四種不同類型涂層下的能量密度進行了計算分析，歸納了形成各種涂層大概的能量密度范圍。隨著輸入到金屬絲的能量密度的增加，爆炸產物中熔融粒子所占份額逐漸減少，而氣相成分逐漸增多。同時認識到電爆噴涂過程中，對于特定的噴涂材料，施加在單位