文档介绍：分类号::公开学号:092060037工学硕士学位论文镁合金等离子喷涂复合及梯度陶瓷涂层的工艺、组织和性能研究学生姓名翁志平指导教师芦笙教授江苏科技大学二O一二年五月A Thesis Submitted in Fulfillmentof theRequirementsforthe Degree ofMasterof EngineeringStudyof process, microstructure and propertiesof plasma posite and gradientcoatings on magnesium alloySubmitted byWengzhi pingSupervised byLu ShengJiangsu University of Science and TechnologyJune, 2012论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得江苏科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:日期:学位论文使用授权声明江苏科技大学有权保存本人所送交的学位论文的复印件和电子文稿,可以将学位论文的全部或部分上网公布,有权向国家有关部门或机构送交并授权其保存、上网公布本学位论文的复印件或电子文稿。本人电子文稿的内容和纸质论文的内容一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅。研究生签名:导师签名:日期:日期:摘要I摘要镁合金具有许多优异的性能而得到广泛地应用,如何提高其耐蚀性、硬度、耐磨性和抗高温氧化等性能具有非常重要的现实意义,等离子喷涂陶瓷涂层可以有效地解决这些问题。本文利用大气等离子喷涂(APS)技术在AZ91D镁合金表面喷涂NiCoCrAlY粘结层,然后分别制备了不同比例的80 wt % Al2O3+20 wt %ZrO2(AZ20)、50 wt % Al2O3+50 wt %ZrO2(AZ50)、20 wt % Al2O3+80 wt %ZrO2(AZ80)双层结构的复合陶瓷涂层以及NiCoCrAlY-AZ50梯度陶瓷涂层。利用SEM、EDS、XRD等分析方法和性能测试手段研究了涂层的微观组织结构和性能。利用正交试验设计优化了AZ50复合陶瓷涂层的喷涂工艺参数。试验表明:影响AZ50涂层结合强度的工艺参数的主次关系为:电源功率>送粉量>主气流量>喷涂距离。涂层结合强度最佳的工艺参数为:电源功率40kW,送粉量13g/min,喷涂距离70mm,主气流量55psi。。影响AZ50涂层沉积效率的工艺参数的主次关系为:电源功率>喷涂距离>送粉量>主气流量。涂层沉积效率最优的工艺参数为:电源功率40kW,送粉量13g/min,喷涂距离70mm,主气流量50psi。AZ系复合陶瓷涂层的结合强度随着ZrO2含量和涂层厚度的增加而减小。涂层的拉伸断面均发生在陶瓷层与NiCoCrAlY粘结层的结合处。AZ系复合陶瓷涂层(双层结构)呈典型的层片状结构,并含有少量的气孔、微裂纹、未熔粒子等缺陷,基体与涂层之间呈机械结合。涂层主要由α-Al2O3,γ-Al2O3,t-ZrO2,t’-ZrO2和c-ZrO2组成。随着AZ系复合涂层中ZrO2含量的增加,涂层中的微裂纹、气孔和疏松组织增多,涂层中的α-Al2O3和γ-Al2O3的衍射峰强度逐渐变弱。AZ系复合陶瓷涂层(双层结构)的显微硬度存在相当大的分散性,并显著地服从正态分布和Weibull分布。涂层的摩擦系数随着线性速度的增加而增加,随着载荷的增加而减少。涂层的磨损机制为粘着磨损。涂层热震失效包括裂纹的形成、扩展及最终剥落三个阶段,与涂层中的热应力和粘结层的氧化有关。随着AZ系复合陶瓷涂层中ZrO2含量的增加,涂层的结合强度、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性下降,而抗热震性能提高。等离子喷涂AZ系复合陶瓷涂层可以有效地提高镁合金基体的硬度、耐磨性和耐蚀性,经封孔处理后,涂层的耐蚀性更佳。NiCoCrAlY-AZ50梯度涂层与双层结构的AZ50涂层相比,具有更好的耐蚀性、结合强度和抗热震性能。关键词:镁合金;等离子喷涂;Al2O3;ZrO2;梯度涂层;工艺参数AbstractIIAbstractMagnesium alloy has been widely used due to its excellent properties. How to improve itscorrosion resistance, hardness,wea