Nano AL2O3 + TiO2-Technologie des Magnesium-Plasmaspritzens

97% al2o3 + 3% tiO2Die Nano-keramische Schicht wurde durch Plasmaspritzen auf die Oberfläche der Az91D-Magnesiumlegierung gesprüht. Die keramische Partikelgröße betrug 150 nm und 120 nm, und die Beschichtungsdicke betrug 50 μm ~ 100 μm. Der thermische Effizienz ηQ betrug etwa 65%. Die Oberfläche der Probe ist vor dem Sprühen auf 100 ° C vorgewärmt, der Sprühabstand beträgt 60 mm ~ 80 mm, die Plasmaflamme-Fließachse und die Werkstückfläche sind 45 bis 60 ° Winkel, wobei die Fließgeschwindigkeit von N2 des Pulverzuführgases 0,5 beträgt. m3 / h und die Pulverzuführrate beträgt 1 kg / h ~ 1,5 kg / h. Nach dem Beschichten, Härtest, SEM (Rasterelektronenmikroskopie) und der XRD (Röntgenbeugung) Analyse der Beschichtungsschicht wurden Verbindungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeitstest von Beschichtung und Substrat durchgeführt.

Mikrostrukturanalyse

Die Verteilung von pulverförmigen Partikeln von Nano-Keramiken ist recht gleichmäßig, aber es gibt noch agglomerierte Partikel. 97% des Pulvers bestand aus α-Al2O3 und 3% Rutil - wie TiO2. Die Beschichtung ist eine lamellare Schicht aufgrund der Haftung von Hochtemperaturpartikeln und verfestigten Partikeln, so dass die Beschichtung aus vielen Partikeln besteht, die Oberfläche ist ziemlich rau.

Aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts der AZ91D-Legierungsmatrix schmilzt ein Teil der Matrixoberfläche, wenn er durch Hochtemperaturplasmakeramikpartikel beeinträchtigt wird. Die XRD- und SEM-Analyse zeigten, dass es in der Beschichtung säulenförmig γ-Al2O3 und gleichwertige Nano-α-Al2O3-Partikel gibt. Da γ-Al2O3 während des Formationsprozesses entlang der Richtung des Wärmestroms wächst, werden die nicht gemartten α-Al2O3-Teilchen durch Kühlung während des thermischen Plasmas-Thermosprühvorgangs verursacht. Diese Struktur ist vorteilhaft für die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der gespritzten Nanometerschicht. Im XRD-Spektrum gibt es kein TiO2, da der Kontaktbereich von Aluminiumoxid und Titanoxid groß und vollständig fest ist, während er während des thermischen Spritzens gelöst ist. Aufgrund ihrer gegenseitigen festen Lösung wird die säulenförmige Zwischenschicht-Bondkraft verbessert, was für das Anheben der Beschichtungsfestigkeit förderlich ist.

Es ist festgestellt, dass in XRD-Spektren eine kleine Menge an MgO existiert, die durch die Schnittstellenreaktion der Magnesiumlegierungsoberfläche gebildet wird, die durch Hochtemperaturkeramikpartikel während des thermischen Spritzens betroffen ist. Die Bildung von MgO kann das Wachstum von Al2O3-Körnern effektiv zurückhalten, und der raffinierte Al2O3 ist für die Verbesserung der Beschichtungsfestigkeit von Vorteil. Inzwischen kann es auch die Schmierung zwischen Keramik- und Magnesiumlegierungsmatrix stärken und die Verteilung der Belastung in der Schnittstelle einstellen.

Die Beschichtungsleistung.

Härte:

Nach dem Plasmaspritzen 97% Al2O3 + 3% TiO2 Nano-Keramik auf Az91D-Legierung ist die Härte der Keramikschicht HV950 ~ HV 980, die höher ist als die der herkömmlichen Keramikschicht HV750 ~ HV800. Denn dort gibt es eine Menge Ausgleichsnanometer α-al2o3 in der Beschichtung.

Bindungsstärke:

Gemäß ASTM C633 beträgt die Haftfestigkeit der Beschichtung 19mpa ~ 22,5mpa, während die der herkömmlichen plasmagesprühten keramischen Beschichtung nur 16 MPa beträgt. Ersteres ist 18,75% bis 40,63% höher als der der letzteren.

Korrosionsbeständigkeit von Beschichtungen:

Gemäß dem Standard von GB6458-1986 sprühen die Wissenschaftler die Nano-keramische Beschichtung auf der Oberfläche durch Plasma, und die versiegelten Proben wurden dem neutralen Salzsprühtest für 72h unterzogen. Die Oberfläche war intakt ohne Rostflecken.