热处理工艺对超音速火焰喷涂Al-Cu-Fe准晶涂层性能影响

作者:万鹏; 曹达华; 周瑜杰; 杨玲; 辛先峰; 董闯
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目的采用超音速火焰喷涂(Aristole)法制备Al-Cu-Fe准晶涂层,研究热处理温度对涂层含量和性能的影响,以及封孔处理对涂层耐蚀性的改善。方法以304不锈钢为基体,真空雾化Al-Cu-Fe准晶粉末为粘结剂,采用超声火焰喷涂法制备准晶涂层,并进行550~700次热处理。利用透射电子显微镜、扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析了准晶粉末和涂层的衍射图样、微观形貌、成分和相结构。使用显微硬度仪和电化学工作站分别测量了304不锈钢和准晶涂层的硬度和耐腐蚀性。结果粉末中以二十面体相为主,并伴有类准晶相。超音速火焰喷涂后,涂层中的I相和21.3%分别为78.7%和21.3%,相组成与原粉末相近。在550和600热处理1h后,涂层中的相消失,I相的比例进一步增加,伴随着Al2Cu(相)。随着热处理温度继续上升到650,该相再次开始沉淀。当热处理温度升高到700℃时,相的比例增加到13.5%。热处理后准晶涂层的最大硬度为674hv,是304不锈钢(182hv)的3.7倍。经过热处理和表面密封后,准晶涂层的腐蚀速率为3.5wt.%NaCl溶液低于304不锈钢。结论合适的热处理温度是制备高纯准晶涂层的关键。准晶含量的增加有利于提高准晶涂层的硬度和耐蚀性。