高速电弧喷涂镍铝打底层结构与性能研究

　高速电弧喷涂技术是近年来发展起来的新型热喷涂技术，该技术具有优质、高效、低成本等特点。本文实验研究了高速电弧喷涂镍铝打底涂层的组织结构和力学性能，涂层的界面结合强度大于 40 MPa，显微硬度平均值为 210HV，表面粗糙度表征参数 Ra 值为 13．11 m，涂层孔隙率为 2．26 %，涂层主要由镍铝合金和镍、铝氧化物组成。高速电弧喷涂镍铝涂层结合强度高，涂层组织致密，是优良的打底涂层。

　　关键词： 高速电弧喷涂 镍铝涂层 打底层

　　高速电弧喷涂技术是近年来发展起来的新型电弧喷涂技术[1]，它是以电弧为热源，以特殊的喷枪将熔化了的金属丝材用气流雾化，高速喷射到工件表面形成涂层的一种新型热喷涂工艺。它以优质、高效、低成本等特点受到广泛关注。

　　采用电弧喷涂技术对一些涂层结合强度要求高的零部件进行修复时，往往需要先喷涂打底层。打底层的研究也是电弧喷涂层推广应用的重要基础。在电弧喷涂的打底层材料中，铝青铜丝材因具有自结合性被长期应用，但是喷涂时，它的粉尘和烟雾会严重刺激人的呼吸道，引发高烧等症状。近年来，采用了镍铝合金丝材作为铝青铜的替代丝材，不但使劳动条件改善，而且作为打底层的涂层质量进一步提高。

　　1　 实验材料与方法

　　1．1 实验材料

　　高速电弧喷涂Φ3mm 镍铝合金（Ni－Al）实芯丝材。

　　1．2 涂层界面结合强度测定

　　参照GB 9796 –88对偶件拉伸试验法进行实验。方法如下：在经喷砂预处理的圆柱棒端面喷涂涂层，对偶件喷砂处理。而后用 TG205 高强度胶进行对心粘接，待完全固化后在 CSS–1110电子拉伸试验机上进行拉伸试验。加载速度1mm/min。试验结果依据公式 σ＝F/S（σ为涂层的结合强度，F 为拉伸力，S 为接触面积）计算得出。为减少误差，采用 4 个数据取平均值的方法。试样制备时采用 24 目棕刚玉喷砂处理，喷砂角度 80o，喷涂层厚度在 0．5 mm 左右。

　　1．3 涂层硬度测定

　　从喷涂层试样上切割10 mm×10 mm×5 mm的小块制备涂层截面金相试样，为便于测量，涂层厚度控制在 0．5 mm 左右。用пмт－ 3 型显微硬度仪测量涂层的显微硬度。测量时选用载荷200 g，加载时间 15 s，选取涂层中间部位 10 个点测量取平均值。