冷喷涂沉积层中的孔隙及其控制措施
刘晗珲1,2,任宇鹏1,2,李铁藩1,崔新宇1,王吉强1,熊天英1 ( 1.中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心;2.中国科学技术大学材料科学与工程学院)
摘要:冷喷涂沉积层中的孔隙率反映了喷涂颗粒的变形程度及它们之间的结合程度,对沉积层的硬度、弹性模量、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能和疲劳性能等均有一定影响。沉积层孔隙率对评价沉积层综合性能、优化冷喷涂工艺等均有着重要的意义,是衡量沉积层质量的重要指标之一。目前已有多篇文章系统介绍了冷喷涂工艺对沉积层性能的影响,但鲜有关于冷喷涂沉积层中孔隙及其控制措施的综述性报道。为此,在参阅了大量文献的基础上,系统阐述了冷喷涂沉积层中孔隙的形成及其检测方法和影响因素,并总结了孔隙率对沉积层性能的影响及降低沉积层孔隙率的措施。
关键词:冷喷涂; 沉积层; 孔隙率; 沉积层性能
目录介绍
0 前言
1 冷喷涂沉积层中孔隙的形成及影响因素
1.1 冷喷涂沉积层中孔隙的形成及主要存在形式
1.2 冷喷涂沉积层中孔隙的检测方法
1.2.1 图像分析法(Image analysis)
1.2.2 阿基米德法(Archimedes method)
1.3 冷喷涂沉积层孔隙的影响因素
1.3.1 喷涂粉末材料对沉积层孔隙率的影响
(1)喷涂粉末成分
(2)喷涂粉末粒度及粒度分布
(3)喷涂粉末形貌
1.3.2 工艺参数对沉积层孔隙率的影响
(1)加速气体类型
(2)加速气体压力和温度
(3)喷涂距离
(4)喷涂角度
(5)喷涂道次
1.3.3 基体特性
(1)基体硬度
(2)基体预热
2 冷喷涂沉积层中孔隙率与其性能的关系
2.1 孔隙率与沉积层本征性质的关系
2.1.1 孔隙率与沉积层硬度关系
2.1.2 孔隙率与沉积层抗拉强度的关系
2.1.3 孔隙率与沉积层弹性模量的关系
2.2 孔隙率与沉积层服役性能的关系
2.2.1 孔隙率与耐腐蚀性的关系
2.2.2 孔隙率与磨损性的关系
2.2.3 孔隙率与疲劳性能的关系
3 冷喷涂沉积层中孔隙率的控制措施
3.1 喷涂前处理
3.1.1 粉末设计
3.1.2 粉末热处理
3.2 喷涂中原位处理
3.2.1 原位微锻造辅助冷喷涂
3.2.2 原位激光辅助冷喷涂
3.3 喷涂后处理
3.3.1 热处理
3.3.2 激光重熔
3.3.3 搅拌摩擦加工
3.3.4 热轧处理
3.3.5 热等静压处理
4 结束语
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