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1、第３９卷第６期Ｖｏｌ暢３９Ｎｏ暢６２０１４年６月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｎｅ２０１４噴涂距離對(duì)冷噴涂Al涂層性能的影響張建鋒，陳智君，姚建華（浙江工業(yè)大學(xué)激光加工技術(shù)工程研究中心，浙江杭州３１００１４）摘要：采用冷噴涂法制備Ａｌ涂層，測(cè)定所獲涂層的沉積率、顯微硬度，并分析涂層與基體的結(jié)合情況，研究了噴涂距離對(duì)Ａｌ涂層的影響。結(jié)果表明，噴涂距離為３０ｍｍ時(shí)涂層的沉積率及顯微硬度較高，與基體結(jié)合效果較好，而其他距離下涂層性能劣化的原因?yàn)轭w粒下降速度不穩(wěn)或發(fā)生粒子散射。關(guān)鍵詞：Ａｌ涂層；冷噴涂；噴涂距離；涂層質(zhì)量中圖分類號(hào)：TG
2、174．442文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：0254-6051（2014）06-0088-03EffectofstandoffdistanceonpropertiesofAlcoatingduringcoldsprayingＺｈａｎｇＪｉａｎｆｅｎｇ，ＣｈｅｎＺｈｉｊｕｎ，ＹａｏＪｉａｎｈｕａ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＬａｓｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｎｇｚｈｏｕＺｈｅｊｉａｎｇ３１００１４，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ａｌｃｏａ
3、ｔｉｎｇｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｏｌｄｓｐｒａｙｉｎｇ，ａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｓｔａｎｄｏｆｆｄｉｓｔａｎｃｅｏｎＡｌｃｏａｔｉｎｇｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｏａｔｉｎｇａｎｄｍａｔｒｉｘ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｓｔａｎｄｏｆｆｄｉｓｔａｎｃｅｉｓ３０ｍｍ，ｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇａｒｅｈｉｇｈｅｓｔ，ａｎ
4、ｄｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｌｌｂｏｎｄｓｗｉｔｈｍａｔｒｉｘ．Ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｐｒｅｐａｒｅｄａｔｏｔｈｅｒｓｔａｎｄｏｆｆｄｉｓｔａｎｃｅｉｓｗｏｒｓｅｄｕｅｔｏｐａｒｔｉｃｌｅｄｒｏｐｖｅｌｏｃｉｔｙｕｎｓｔａｂｌｅｏｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ．Keywords：Ａｌｃｏａｔｉｎｇ；ｃｏｌｄｓｐｒａｙｉｎｇ；ｓｔａｎｄｏｆｆｄｉｓｔａｎｃｅ；ｃｏａｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ冷噴涂是一種新型的材料表面改性技術(shù)，該技術(shù)目前國(guó)內(nèi)外已有很多學(xué)者對(duì)冷噴涂技術(shù)進(jìn)行了大量的［２-４］起源于俄羅斯科學(xué)院西伯
5、利亞分院理論與應(yīng)用力學(xué)研數(shù)值模擬和試驗(yàn)分析，研究表明，影響涂層質(zhì)量的［１］究所。其工作原理為高壓載氣由氣體源出發(fā)分開主要因素有噴嘴結(jié)構(gòu)、氣體壓力、氣體溫度、噴涂距離、兩路，一路通過送粉器攜帶粉末顆粒，另一路經(jīng)預(yù)熱器粉末顆粒粒徑和材料特性等參數(shù)。當(dāng)入口氣體溫度和加熱進(jìn)入Ｌａｖａｌ噴嘴，氣固兩相流匯聚于Ｌａｖａｌ噴嘴中壓力確定時(shí)，噴涂距離成為影響涂層質(zhì)量的重要因素，產(chǎn)生超音速射流，粉末粒子在完全固態(tài)下高速撞擊基較優(yōu)的噴涂距離為１０～５０ｍｍ。當(dāng)噴涂距離過小時(shí)體，因較大的塑性流動(dòng)變形而沉積于基體表面形成涂（＜５ｍｍ），超音速噴管內(nèi)氣體因基板前的弓形激
6、波而層。與熱噴涂依賴于熱能或者化學(xué)能不同，冷噴涂更膨脹不足，直接影響對(duì)粒子的加速；當(dāng)噴涂距離過大時(shí)多依賴于粒子的動(dòng)能。因此在噴涂過程中避免了粉末（＞６０ｍｍ），較細(xì)顆粒的速度呈現(xiàn)明顯的下降趨［５-６］顆粒發(fā)生氧化、相變、燒損、晶粒長(zhǎng)大，且涂層對(duì)基體的勢(shì)。本文在控制其他噴涂參數(shù)不變的前提下，選熱影響小，涂層的性能較熱噴涂涂層更優(yōu)越。冷噴涂?。保?、２０、３０和４０ｍｍ為噴涂距離進(jìn)行多次冷噴涂Ａｌ技術(shù)因其具有粉末固態(tài)沉積、高的再制造率、能夠保持粉試驗(yàn)，測(cè)試了各噴涂距離下所獲涂層的沉積率、顯微原有粉末成分的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于擴(kuò)展熱噴涂領(lǐng)域具有極其硬度，并研究了
7、涂層與基體的結(jié)合情況，以確定較優(yōu)的重要的意義。噴涂距離。冷噴涂技術(shù)中，粉末粒子的速度是影響涂層質(zhì)量的關(guān)鍵因素。每種粉末顆粒都存在著一個(gè)臨界速度，１試驗(yàn)材料及方法只有超過這一臨界速度，粉末粒子才能沉積在基體上，試驗(yàn)用鋁粉純度９９．９％，粒度為２５～４８μｍ，基材并且沉積率和涂層質(zhì)量隨著顆粒速度的增大而增大。為市售４５鋼，冷噴涂用試樣尺寸為５０ｍｍ×５０ｍｍ×８ｍｍ。采用中科院金屬研究所與俄羅斯科學(xué)院理論應(yīng)用力學(xué)研究所合作研制的冷氣動(dòng)力噴涂系統(tǒng)，工作氣收稿日期：２０１３-１２-１７基金項(xiàng)目：國(guó)家國(guó)際科技合作項(xiàng)目（２０１１ＤＦＲ５０５４０）；浙江省重
8、大科技體為壓縮空氣，噴槍部件由機(jī)械臂夾持，試樣安裝固定專項(xiàng)重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目（２０１２Ｃ１１００１）在工作臺(tái)上，具體的試驗(yàn)參數(shù)見表１。作者簡(jiǎn)介：張建鋒（１９
