提要：为了增长生产模型材料的硬度，基于电弧喷涂的工艺独特的地方，制备Zn-Al-Cu伪合金生产模型金属壳，商议了Zn-Al-Cu伪合金的硬度与喷涂工艺的关系。最后结果表明，涂层硬度与涂层团体、应力状况相关；电弧喷涂Zn-Al-Cu伪合金涂层的硬度可以达到HV90-100。
    网站关键词：伪合金，涂层，硬度，团体前言电弧喷涂制作生产模型的关键在于基体板型外表金属壳的形成，尤其是高硬度金属壳，直接关系生产模型生存的年限及应用范围。脉冲电源电弧喷涂制模材料普通选用Zn、Zn-Al伪合金，喷涂时可认为合适而使用喷丸巩固的办法增长涂层强度、硬度[1]，涂层的硬度不超过HV70。为增长生产模型的运用生存的年限，开拓生产模型应用范围，研发了Zn-Al-Cu伪合金涂层，下边周密绍介涂层制备工艺和涂层性能。
    实验办法涂层制备为增长涂层硬度，利用电弧喷涂的工艺独特的地方，挑选合金喷涂丝，通过数量多实验，挑选硬度比较高的Al-Cu-Mg合金丝材（LY12），合适不一样直径的Zn-Al10丝材制备Zn-Al-Cu伪合金涂层。基体认为合适而使用A3钢板，喷涂工艺如表1。
    表1涂层制备工艺及硬度实验涂层物相及成分剖析涂层的性能如硬度直接和涂层成分、物相及团体相关，用JSM-840电子扫描电镜能谱仪剖析涂层成分；用D/MAX-RA型爱克斯射线衍射仪剖析涂层物相，射线参变量为：铜靶，45kv，取Kɑ线，λkα=1.5405Å；认为合适而使用DIGITAL MICRO-HARDNESS TESTER显微硬度计勘测涂层硬度，测试参变量为：负荷50g，加载时间20s；在金相目镜下剖析团体及形貌特点标志。
    实验最后结果及剖析涂层的团体与成分表2为不一样工艺下取得的电弧喷涂层的能谱成分剖析最后结果，发觉Zn的含量大大低于预先期待值。涂层成分取决电极材料（由送丝电压、熔丝电压所表决）和原始成分（取决Zn-Al10丝与Al-Cu-Mg合金丝的直径比）。当Zn-Al10丝与Al-Cu-Mg合金丝的直径比为2mm/2mm时，原始成分的重量比应当是ρZn/ρAl=2.56，ρZn、ρAl作别为Zn-Al10、Al-Cu-Mg的比重，当Zn-Al10丝与Al-Cu-Mg合金丝的直径比为1.8mm/2mm和1.6mm/2mm时，重量比应为1.87，和1.08，不过，当Zn-Al10丝与Al-Cu-Mg合金丝的直径比为1.6~2mm/2mm时，涂层中Zn的成分显著低于原始材料成分，并且涂层中Zn的含量与原始成分关系半大。涂层成分主要由电弧喷涂的独特的地方所表决。
    表2不一样工艺喷涂层的成分图1为不一样原始成分的Zn-Al-Cu伪合金涂层剖面金相。
    图1喷涂距离14cm，送丝电压15V，涂层剖面团体可以发觉，减小涂层中Zn-Al10的原始成分，Zn-Al10的含量有所减低，但同时从金相照片儿图1（黑色相是富Al相，白的颜色相是富Zn相）看出，团体显露出来多孔、疏松，甚至于成分严重偏析（图1（c）的A区、B区）。
    图2不一样喷涂距离的事情状况下获得的两种涂层的剖面金相，可以看出，减小喷涂距离，涂层淤积效率增长，涂层细致精密程度增长，有帮助于硬度的增长。
    喷涂距离14cm; （b）喷涂距离18cm；图2不一样喷涂距离时，涂层剖面团体，涂层硬度剖析喷涂层及基体的形貌如图3，选抽样品中部，认为合适而使用线割切，制生长×宽为60×5mm的条形样品，测试其显微硬度。实验中发觉，涂层中硬度翘棱均，所以在涂层样品剖面沿y方向每隔5mm，z方向每隔0.5mm的位置勘测硬度。每个样品勘测64~72个硬度值，求其均匀值。
    图3涂层及基体的形貌表2实验最后结果表明变更原始成分增长涂层中Al-Cu-Mg成分的最后结果并不好好，涂层中Al-Cu-Mg的成分增加不显著，固然其端由没有办法诠释，但没有达到增长涂层硬度的目标。
    涂层的硬度不止与成分相关，还与涂层的细致精密程度相关[1]，从图1看出，减小Zn-Al10丝的原始成分，获得的喷涂层团体疏松、成分偏析，从涂层硬度实验最后结果（表1）发觉，涂层硬度减退，况且硬度值散布。
    变更喷涂距离，也可影响涂层的硬度。首先，从图2看出，喷涂距离的减小，涂层淤积效率的增长，涂层细致精密程度增长，有帮助于硬度的增长。图4为不一样喷涂距离的事情状况下获得的涂层X-射线物相剖析最后结果，可以看出，硬化相如Al7Cu3Mg6，Al2Cu，Al3Mg2，Cu2Mg，Al4Cu9的含量都比较低，相对含量不超过1百分之百，区别更小，不完全可以萌生硬度上的表面化区别。不过，硬度实验最后结果表明（表1），变更喷涂距离，涂层硬度的区别仍然比较表面化的。从X-射线物相剖析最后结果还可以看出，晶面面间距有细微区别，以Al相（21）和（32）晶面为例，喷涂距离14cm的涂层存在广泛比喷涂距离18cm获得的涂层涂层晶面间距小1~10‰（X-射线物相剖析实验最后结果），比标准材料的晶面间距小1~1.5百分之百，晶面间距的减小，意味着涂层承担着压应力。
    图4不一样喷涂距离时，获得涂层的X-射线衍射图针对不一样喷涂距离事情状况下获得的涂层施行应力计算[3]，图5表达涂层在通过150秒冷却至室温后的应变状况计算最后结果。可看出，缩减喷涂距离，涂层淤积效率增加的同时，气流及金属喷射的流体对已形成涂层的冲击效用增加，冷却下来的涂层下外表在最大淤积效率地区范围处于压应变状况。
    喷涂距离14cm，时间20 sec.; （b）喷涂距离18cm，时间图5不一样喷涂工艺时，涂层残存应变计算最后结果论断因为喷涂过程中Zn-Al10成分的烧损等端由，涂层中Al-Cu-Mg合金的含量比原始成分高得多，有帮助于涂层硬度的增长。增长Al-Cu-Mg合金原始成分，可增长涂层硬度，但实验中发觉，增长Al-Cu-Mg合金成分的同时，涂层中气眼数目增加，有有弊于涂层硬度发展方向存在，严重时，团体与成分偏析，涂层硬度反倒减低。线路板PCB电源涂层硬度取决涂层的团体、物相组成以及应力状况，那里面应力状况又是表决涂层硬度十分显著的因素。增加淤积效率的同时，气流及金属喷射的流体对基体及以形成的涂层的冲击压力的增加，造成涂层在冷却后呈残存压应变状况，加工硬化效应显著增长了涂层硬度。