Ni-Al-Al2O3的機械合金化及其涂層力學性能研究.pdf

1、結(jié)晶器是連鑄生產(chǎn)線的重要部件之一，其性能與壽命直接關(guān)乎鋼材表面質(zhì)量與生產(chǎn)線的效率，但結(jié)晶器銅板材料自身的耐磨性較低而不能滿足使用要求，必須在表面制備具有良好導(dǎo)熱、耐腐蝕和耐磨損的涂層。由于現(xiàn)有涂層制備時間較長，且成本較高，所以開發(fā)新型的高質(zhì)量綠色涂層非常有必要。
　　Ni-Al金屬間化合物和Al2O3具有較高的熔點與優(yōu)良的抗高溫氧化性能，作為高溫耐磨抗氧化涂層具有良好的應(yīng)用前景。本研究采用機械合金化工藝制備出Ni-Al合金粉末及N

2、i-Al/Al2O3復(fù)合粉末。通過冷噴涂并結(jié)合后熱處理制備了Ni-Al基金屬間化合物復(fù)合涂層，研究闡明了制備條件對涂層組織結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律；研究探討了涂層組織結(jié)構(gòu)在熱處理過程中的演變規(guī)律；表征了涂層的力學性能，為新型涂層的制備提供了依據(jù)。
　　研究表明通過機械合金化可以制備Ni-Al合金粉末及其與不同體積分數(shù)Al2O3添加相所構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)粉末，其中Ni-Al合金粉末呈片狀分布而Ni-Al/Al2O3復(fù)合粉末呈不規(guī)則的近球形分布。復(fù)

3、合粉末內(nèi)部富Ni區(qū)和富Al區(qū)呈精細層狀結(jié)構(gòu)分布，Al2O3顆粒均勻分布于層狀結(jié)構(gòu)中。由于冷噴涂溫度較低，噴涂涂層保留了粉末的相結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。后續(xù)熱處理促進了原子間的擴散，使涂層中Ni、Al單質(zhì)向Ni-Al金屬間化合物轉(zhuǎn)變。
　　表征了涂層的力學性能與耐磨損性能。研究結(jié)果表明，室溫環(huán)境條件下，隨涂層中Al2O3體積含量的增加，平均摩擦系數(shù)先降低隨后升高，厚度線磨損量逐漸減小，所涂層中添加的Al2O3陶瓷顆粒有較好的抗磨作用；在工況