H62-Cu和QAl9-4-Cu同基合金磁控電弧離子鍍研究.pdf

1、同基合金電弧離子鍍技術是最近幾年開發(fā)的一種新型的表面沉積技術。前期工作主要是研究電弧在非磁控的條件下進行的沉積，在加磁控條件下尚未進行具體的探索與研究。為此，本課題研究了磁控條件下在純銅表面施鍍H62和QA19-4的工藝、鍍層化學成分及成分分布、鍍層組織、鍍層顯微硬度分布及鍍層與基體結合強度等，與前期非磁控條件下QA19-4/Cu同基合金離子鍍進行了對比分析。 H62/Cu同基合金磁控電弧離子鍍試驗結果表明：在加磁控的條件下，鍍

2、層組織致密，鍍層主要由三部分組成：過渡層(偽擴散層+真擴散層)、細晶層和蘑菇狀晶粒層。由于結合界面處存在反濺射混合和組成元素互擴散形成的過渡層，使得鍍層和基體有很好的結合強度。在加磁控的條件下施鍍的鍍層與鍍材的化學成分基本相同，但成分存在差異，這可能與工藝參數(shù)及工作條件有關。H62/Cu鍍層存在多種銅鋅化合物相，與整體銅合金鍍材一致，彌散分布的化合物相使鍍層得到強化。沉積速率與工藝參數(shù)有關，弧電流越大，試樣與靶面距離的越短，沉積速率就越

3、高。且弧電流對鍍層晶粒大小有較大影響，弧電流較小時鍍層晶粒較細，而弧電流較大時鍍層的晶粒粗大。 QA19-4/Cu同基合金磁控電弧離子鍍試驗結果表明：在磁控與非磁控條件下，兩種鍍層都存在過渡層。沉積層的化學成分及相結構與鍍材基本一致。除固溶Al的α相外，兩種條件下鍍層中均含有AlCu、AlCu<,3>、CuAl<,2>等化合物相，其組織相當于焊接或鑄態(tài)組織。在加磁場條件下由于增加了帶電粒子的能量，使發(fā)射粒子在電磁場約束下運動，在

4、磁場力的作用下加速發(fā)射，加大了對試樣表面的沖擊力，從而提高了沉積速率，減少了過渡層的生長時間。磁控條件下的鍍層顯微硬度大于非磁控條件下的鍍層顯微硬度。由于磁控沉積粒子得到細化，有助于形成致密的鍍層，增加了鍍層和基體的結合強度。與離子滲金屬改性層相比較，同基合金磁控離子鍍層全部為有效改性層。與滲金屬不同的是工件無需整體加熱，只是工件表面受到瞬間高溫粒子流的作用使表面薄層溫度較高，工件整體溫度較低，從而工件畸變小。而且鍍層的成分可通過調整鍍