Q345R板材表面冷喷涂Al-Zn涂层的组织及性能研究

作者：王强^*; 王永刚; 牛文娟; Ming-xing ZHANG; 刘鑫

来源：表面技术, 2021, 50(02): 287-293.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.02.030

• 冷喷涂
• Al-Zn复合涂层
• 显微组织
• 结合强度
• 界面结合机理

目的研究添加元素Zn含量的变化对涂层的显微组织、孔隙率、硬度及涂层-基体间界面结合强度等的影响规律。方法采用冷喷涂技术在Q345R板材表面制备性能优良的纯Al和Al-Zn复合涂层,通过扫描电子显微镜对涂层的形貌进行分析,通过维氏显微硬度计对涂层的力学性能进行表征,并揭示涂层与基体间的界面结合机理。结果冷喷涂纯Al和Al-Zn复合涂层与Q345R钢基体的结合良好,界面处无明显的孔洞及裂纹。随着Zn含量的增加,复合涂层的致密度、硬度逐渐提高;纯Al和Al-20wt.%Zn复合涂层的界面结合强度相当,且失效断裂形式为典型的界面粘结断裂。随着添加元素Zn含量的增加,涂层与基体间的界面结合强度逐渐增大,Al-40wt.%Zn涂层的结合强度为35MPa,且断裂方式由界面粘着断裂转变为以界面粘着断裂为主、涂层内部粘聚断裂为辅的复合失效模式。结论以低温固态沉积为特点的冷喷涂技术可有效避免氧化、相变、热裂等高温导致的不利影响,在沉积过程中,随着添加元素Zn含量的增加,对涂层的夯实作用不断加强,提高了涂层的致密性,从而使涂层的力学性能得到改善。

• 出版日期2021
• 单位中国特种设备检测研究院; 西安建筑科技大学