第3期 路阳等：高铝青铜粉体超音速等离子喷涂层感应重熔后的组织及性能 ·335· 100um 100m 图2感应重熔前(a)、后(b)涂层表面组织金相照片 Fig.2 Metallographic microstructures of the coating surfaces before (a)and after (b)induction remelting (b) 余层 80V 10 ONE LEI 80kV WD 8.0men 图3感应重熔前()、后(b)涂层纵断面形貌扫描照片 Fig.3 SEM images of the vertical sections of the coatings before (a)and after (b)induction remelting 散现象，呈机械结合状态；感应重熔后组织中最明显 值下降至1.652%，说明重熔工艺的应用确实起到 的变化是在界面处出现了一条清晰可见的白亮带， 了“除杂排气”的作用，从而涂层的夹杂和气孔有所 这是涂层与基体元素相互扩散实现治金结合而形成 消除，致密性提高，孔隙率有所下降 的.其原因是涂层与基体材料物性参数相差较大， 2.3感应重熔前、后涂层物相分析 从而感应加热存在的集肤效应使得感应涡流在涂层 对喷涂涂层以及重熔后的涂层进行X射线衍 与基体之间的界面处集中，界面处成为第一高温 射物相分析，如图4所示.结果显示：喷涂层和重熔 区.能量集中致使界面处材料先熔化，高温下涂层 后涂层组织主要相基本一致，都是由αC山固溶体、 中的元素向基体扩散，快速冷却时涂层元素停留在 AICu3、C,AL4、AlFe3等组成，即相组成为a+B+ 基体中形成白亮带网，扩散带的形成将大大地提高 Y2+K30.感应重熔后涂层出现了高度富集状态 涂层与基体的结合力.重熔后涂层组织中层流状分 的Fe,且感应前硬质K相AlFe转变为AlFe.产生 布现象趋于消失，未熔颗粒减少，涂层中原来弥散分 这一现象的原因是感应重熔时涂层与基体之间元素 布的氧化物或孔隙有向涂层表面迁移的迹象.因 相互扩散，F以球状的熔化状态进入涂层，使涂层 此，采用灰度法原理检测重熔前、后涂层的孔隙率变 中Fe含量相对增加，促使AlFe向AlFe,转变.同时 化，结果如表2所示.由表可见，重熔前涂层孔隙率 由于Fe在Cu中的溶解度较小，过量的Fe则富集存 均值约为3.808%，而感应重熔以后涂层孔隙率均 在于涂层之中.感应重熔后涂层组织X射线衍射图 中的主峰比未感应涂层的主峰更窄、更尖锐，这是由 表2两种涂层孔隙率对比 于感应重熔使得涂层的晶粒畸变程度降低，结晶度 Table 2 Porosity contrast of two kinds of coatings 升高 涂层 试样a 试样b 试样c 平均值 2.4重熔前、后涂层元素分布 未重熔 3.121 4.392 3.910 3.808 对涂层纵断面进行能谱线分析，结果如图5所 重熔后 1.217 1.826 1.914 1.652 示.感应重熔前涂层中各元素分布较均匀，元素含第 3 期 路 阳等: 高铝青铜粉体超音速等离子喷涂层感应重熔后的组织及性能 图 2 感应重熔前( a) 、后( b) 涂层表面组织金相照片 Fig． 2 Metallographic microstructures of the coating surfaces before ( a) and after ( b) induction remelting 图 3 感应重熔前( a) 、后( b) 涂层纵断面形貌扫描照片 Fig． 3 SEM images of the vertical sections of the coatings before ( a) and after ( b) induction remelting 散现象，呈机械结合状态; 感应重熔后组织中最明显 的变化是在界面处出现了一条清晰可见的白亮带， 这是涂层与基体元素相互扩散实现冶金结合而形成 的． 其原因是涂层与基体材料物性参数相差较大， 从而感应加热存在的集肤效应使得感应涡流在涂层 与基体之间的界面处集中［11］，界面处成为第一高温 区． 能量集中致使界面处材料先熔化，高温下涂层 中的元素向基体扩散，快速冷却时涂层元素停留在 基体中形成白亮带［12］，扩散带的形成将大大地提高 涂层与基体的结合力． 重熔后涂层组织中层流状分 布现象趋于消失，未熔颗粒减少，涂层中原来弥散分 布的氧化物或孔隙有向涂层表面迁移的迹象． 因 此，采用灰度法原理检测重熔前、后涂层的孔隙率变 化，结果如表 2 所示． 由表可见，重熔前涂层孔隙率 均值约为 3. 808% ，而感应重熔以后涂层孔隙率均 表 2 两种涂层孔隙率对比 Table 2 Porosity contrast of two kinds of coatings % 涂层 试样 a 试样 b 试样 c 平均值 未重熔 3. 121 4. 392 3. 910 3. 808 重熔后 1. 217 1. 826 1. 914 1. 652 值下降至 1. 652% ，说明重熔工艺的应用确实起到 了“除杂排气”的作用，从而涂层的夹杂和气孔有所 消除，致密性提高，孔隙率有所下降． 2. 3 感应重熔前、后涂层物相分析 对喷涂涂层以及重熔后的涂层进行 X 射线衍 射物相分析，如图 4 所示． 结果显示: 喷涂层和重熔 后涂层组织主要相基本一致，都是由 α--Cu 固溶体、 AlCu3、Cu9 Al4、AlFe3 等组成，即相 组 成 为 α + β + γ2 + K［13--14］． 感应重熔后涂层出现了高度富集状态 的 Fe，且感应前硬质 K 相 AlFe 转变为 AlFe3 ． 产生 这一现象的原因是感应重熔时涂层与基体之间元素 相互扩散，Fe 以球状的熔化状态进入涂层，使涂层 中 Fe 含量相对增加，促使 AlFe 向 AlFe3转变． 同时 由于 Fe 在 Cu 中的溶解度较小，过量的 Fe 则富集存 在于涂层之中． 感应重熔后涂层组织 X 射线衍射图 中的主峰比未感应涂层的主峰更窄、更尖锐，这是由 于感应重熔使得涂层的晶粒畸变程度降低，结晶度 升高． 2. 4 重熔前、后涂层元素分布 对涂层纵断面进行能谱线分析，结果如图 5 所 示． 感应重熔前涂层中各元素分布较均匀，元素含 · 533 ·