原位Al₃Ti/Al复合材料的冷喷涂制备及组织性能

王洪涛^1,2，陈枭^1,2，邹岩龙¹，姚海龙^1,2，白小波^1,2，纪岗昌^1,2

1. 九江学院机械与材料工程学院2. 九江学院江西省材料表面再制造工程技术中心

摘 要：以Al80/Ti20（mass%）混合粉末为原料,采用冷喷涂法在低碳钢上沉积致密的Al/Ti基复合材料,对其在不同温度下（400、450、500、550和600℃）进行热处理,获得原位Al₃Ti金属间化合物颗粒增强Al基复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及磨损试验机研究了冷喷涂Al/Ti复合材料热处理前后的微观组织形貌、相结构、硬度及磨粒磨损性能的变化规律。结果表明:冷喷涂Al/Ti复合材料的相结构与喷涂粉末相同,涂层组织致密、颗粒间为机械结合;Al/Ti复合材料在450℃热处理后其局部区域开始通过扩散反应原位形成Al₃Ti金属间化合物,而在600℃热处理后初始Ti颗粒已全部转变为Al₃Ti金属间化合物颗粒,同时,涂层内部颗粒界面间结合显著改善,从而获得原位Al₃Ti/Al复合材料。随着热处理温度升高,原位Al₃Ti/Al复合材料硬度先下降后升高,而其磨粒磨损性能则在550℃热处理后显著增加。

关键词：原位Al基复合材料;Al₃Ti金属间化合物;冷喷涂;热处理;扩散反应;微观组织;性能;