鎂合金表面冷噴涂工藝及機(jī)理研究.pdf

1、為了解決鎂合金耐蝕性差，易磨損等問題，本文系統(tǒng)研究了在鎂合金表面制備冷噴涂層的技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種Al-Si-Fe合金，利用超音速氣體霧化裝置將該合金制成快凝合金粉末，研究了粉末特征和粒度分布；優(yōu)化了鎂合金表面冷噴涂快凝合金粉末的工藝參數(shù)；采用不同的熱處理工藝對(duì)噴涂試樣進(jìn)行擴(kuò)散處理，研究了涂層和基體的相互擴(kuò)散規(guī)律；測(cè)定了涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度；并對(duì)冷噴涂層的腐蝕行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。同時(shí)，為了提高噴涂效果，根據(jù)流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論設(shè)計(jì)

2、出超音速噴槍，應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)噴槍內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，綜合噴槍設(shè)計(jì)理論和粘性附面層理論優(yōu)化噴槍結(jié)構(gòu)。 研究結(jié)果表明，制備的冷噴涂用Al-12Si-3Fe-3Mn-2Ni合金快凝粉末呈球形或類球形，400目以上的粉末占80％，粉末粒度均勻，完全滿足冷噴涂對(duì)粉末的要求。鎂合金表面冷噴涂該合金粉末存在著適宜的工藝參數(shù)，合適的噴涂工藝參數(shù)為：噴涂氣體壓力為2.1MPa，噴涂氣體溫度為550℃，噴涂距離35mm。經(jīng)熱處

3、理后涂層更加致密、均勻，涂層和基體中均發(fā)生互擴(kuò)散，基體向涂層方向的擴(kuò)散量要大于涂層向基體方向的擴(kuò)散量；隨著溫度的提高和時(shí)間的延長(zhǎng)，基體和涂層之間的擴(kuò)散程度提高，但是當(dāng)溫度提高到300℃，時(shí)間延長(zhǎng)到3h后，其擴(kuò)散層變化微小。涂層與基體有較好的結(jié)合強(qiáng)度，熱處理后涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度有所提高。在中性鹽霧腐蝕和電化學(xué)腐蝕中，冷噴涂層均表現(xiàn)出優(yōu)于基體的耐蝕性，能夠有效地保護(hù)鎂合金基體。噴管內(nèi)氣固兩相流模擬結(jié)果表明：優(yōu)化后的噴管，其氣相和固相在出口