摘要
目的采用高压冷喷涂技术制备低氧化、致密、耐磨擦磨损的CuZn35涂层,并探究加速气体温度对CuZn35涂层性能的影响。方法利用高压冷喷涂技术在铝板上沉积CuZn35涂层,探究了加速气体温度对冷喷涂CuZn35涂层微观结构及耐摩擦磨损性能的影响。在2N载荷下旋转式摩擦磨损试验仪上试验,对比铸态CuZn35材料耐磨性能,评估了压力5MPa,加速气体温度400、600和800℃条件下冷喷涂制备的CuZn35涂层的耐磨性能。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、三维轮廓仪(3DProfiler )对涂层微观结构及磨损表面形貌进行分析。结果随着冷喷涂加速气体温度从400℃升至800℃,CuZn35涂层内部颗粒的变形量不断增大,颗粒之间形成了较好的结合,孔隙率从2.67%降至0.5%以下,硬度从200HV_(0.3)上升至242HV_(0.3),涂层磨损率从3.67mm~(3)N~(-1)mm~(-1)下降到1.80mm~(3)N~(-1)mm~(-1)。800℃温度条件下制备的CuZn35涂层由于具有表现出最优的耐磨擦磨损性能,在磨损过程中未发生明显的涂层材料块状脱落,仅表面有轻微磨痕,涂层磨损率较低,与铸态CuZn35材料相近。结论高压冷喷涂技术可获得与铸态CuZn35材料耐磨性能相近的CuZn35涂层。随着冷喷涂加速气体温度的升高,CuZn35涂层孔隙、微裂纹缺陷显著减少,涂层颗粒间结合增强,涂层硬度逐渐增大。在摩擦磨损实验中,涂层耐磨性能随着制备过程中加速气体温度升高显著增强。
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单位沈阳工业大学; 广东省科学院; 广东省现代表面工程技术重点实验室