铝合金基材表面耐磨性能强化研究现状

作者：韩冰源; 高祥涵; 杜文博; 雷卫宁; 李少松; 丛孟启; 杭卫星; 杜伟; 朱胜^*

来源：材料导报, 2023, 37(10): 161-168.

• 铝合金
• 表面工程
• 耐磨涂层
• 热喷涂
• 重熔

铝合金材料具有密度低、强度高、易加工等优点，已被广泛应用于汽车和航空航天等领域。为了延长铝合金零件在磨损、腐蚀等环境下的服役寿命，目前开发了众多先进的表面工程技术，实现了对铝合金基体的性能强化。基于此，本文综述了等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、激光重熔、氩弧重熔、冷喷涂、电火花沉积、激光熔覆、微弧氧化等九种表面技术对铝合金处理以强化耐磨性能的研究工作。大量研究发现，这些表面技术均在一定程度上提高了铝合金基体的耐磨性能。例如，等离子喷涂涂层可有效减轻高温条件下基体的磨损；重熔技术制备的涂层比喷涂涂层具有更高硬度和更优异的耐磨性能；采用硬质颗粒的冷喷涂技术制备的涂层具有显著提高的显微硬度；电火花沉积技术制备的沉积层内部均匀分布着高强度枝蔓状的Si相，能够极大地减小基体的摩擦系数。同时，本文总结了以上技术的优缺点及适用范围。例如，热喷涂效率高但易造成热应力集中，导致涂层与基体之间的结合强度降低；氩弧重熔在低熔点和易蒸发的金属和合金上重熔困难；激光重熔可消除大部分孔隙及夹杂的氧化物，但设备成本较高。最后，本文从采用多种技术复合处理、优化涂层工艺参数、加强新技术研发等方面，对未来铝合金基材表面耐磨性能强化的研究方向进行了展望。

• 单位
  江苏理工学院; 中国航天员科研训练中心; 中国人民解放军装甲兵工程学院