鋁青銅表面激光熔覆層的腐蝕性與高溫摩擦性能的研究.pdf

1、銅及銅合金表面改性的特點在于在不改變銅基體各項性能的基礎上，采用各種表面技術改善或提高材料的表面性能，從而增強耐磨性、耐腐蝕性，延長使用壽命，提高經(jīng)濟效益。激光表面技術的出現(xiàn)更加充實了這一領域的發(fā)展，并為材料的表面改性提供了另一個新的途徑。激光熔覆技術利用高能密度激光束所產生的快速熔凝，在基材表面形成與基材相互熔合的且與基材具有完全不同成分與性能的合金層，可使合金層與基體達到冶金結合，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性

2、，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重、稀有金屬材料。
　　 本文以鋁青銅表面改性為應用背景，采用激光熔覆技術在QAl9-4鋁青銅表面制備了鎳銅基合金涂層。通過試驗，優(yōu)化工藝參數(shù)，獲得厚度優(yōu)良、無裂紋、無孔洞等缺陷且與基材呈冶金結合的涂層，以這種涂層進行腐蝕性及高溫摩擦性能研究，并與QAl9-4鋁青銅合金試樣進行對比。
　　 通過電化學試驗、靜態(tài)浸泡試驗、X射線衍射分析、掃描

3、電鏡等方法研究了鎳銅基激光熔覆層和QAl9-4鋁青銅在3.5％的NaCl溶液和10％H2SO4溶液中的腐蝕行為，并對兩者的腐蝕機理進行了分析。結果表明：在3.5％NaCl溶液中，激光熔覆層的自腐蝕電位高于QAl9-4鋁青銅的自腐蝕電位，說明鎳銅激光熔覆層有效地改善了材料的抗腐蝕性能，延緩了腐蝕的發(fā)生。QAl9-4鋁青銅試樣在3.5％NaCl溶液中的腐蝕機制為脫鋁腐蝕，鎳銅基熔覆層的腐蝕機制為脫銅腐蝕。在10％H2SO4溶液中，激光熔覆層

4、的腐蝕也表現(xiàn)為脫銅腐蝕。在這兩種溶液中激光熔覆層的腐蝕性均高于QAl9-4鋁青銅基體。
　　 通過在不同溫度條件下對鎳銅基熔覆層及QAl9-4鋁青銅材料進行了摩擦磨損試驗研究。研究結果表明：高溫條件下，QAl9-4鋁青銅材料的磨損機制為磨粒磨損；對于鎳銅基熔覆層，其磨損機制主要表現(xiàn)為硬質相剝落磨損和磨粒磨損。在550℃時，QAl9-4鋁青銅的磨損量約是鎳銅基激光熔覆層的10倍左右，在此條件下，激光熔覆層的高耐磨性主要取決于材料的