电弧喷涂含陶瓷颗粒铝基复合涂层的微结构和性能

彭修葳¹，王国红^1,2，周正^1,2，郭星晔^1,2，贺定勇^1,2

1. 北京工业大学材料科学与工程学院2. 北京市生态环境材料及其评价工程技术研究中心

摘 要：采用5052半硬铝带分别包覆Al₂O₃、SiC、B₄C、TiC陶瓷颗粒制备的粉芯丝材进行电弧喷涂试验,制备了含陶瓷颗粒的铝基复合涂层。利用光学显微镜、XRD分析了涂层的微观组织和相结构,测试了复合涂层的显微硬度、耐磨性及耐腐蚀性。研究结果表明,制备的铝基复合涂层中含有一定数量的未熔陶瓷颗粒,涂层较为致密,无明显缺陷。含陶瓷铝基涂层的物相主要由Al和所添加的陶瓷相构成,其中在含B₄C陶瓷涂层中还存在Al₃BC、Al₄C₃和AlB₂等新相。陶瓷颗粒的加入有利于提高铝基复合涂层的显微硬度,其中B₄C的加入使涂层中基体相显微硬度提高了1.5倍,这是由于B₄C陶瓷和Al反应生成Al₃BC、Al₄C₃和AlB₂硬质相。复合涂层的耐磨性均优于纯铝涂层,摩擦磨损的形式主要为粘着磨损。动电位极化腐蚀试验表明,含SiC和TiC陶瓷涂层具有较低的腐蚀电流,耐蚀性较好,含SiC陶瓷的复合涂层出现了明显的钝化现象。

关键词：粉芯丝材;电弧喷涂;铝基复合涂层;耐磨性;耐蚀性;