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您的位置：永嘉创鑫喷涂 >> 新闻动态 >> 冷喷涂粉末粒子与基体碰撞的变形行为粒子在撞击基板或先前沉积的粒子时形成的金属溅射不利于后续粒子的变形,使涂层孔隙增多,尤其是涂层表层受后续粒子的夯实作用较弱,形成较多的孔隙。不同材料的喷涂粒子形成的涂层结构也不一样,铜、镍等弹性模量与屈服极限较低的喷涂材料形成的涂层金属溅射较多,粒子变形也更剧烈,铝、不锈钢等弹性模量与屈服极限较高的喷涂材料形成的涂层溅射较少,形成的涂层孔隙率较低。
冷气体动力喷涂技术(简称冷喷涂)是一项革命性的表面涂层沉积技术,它利用超音速射流将喷涂粒子加速到较高的速度后撞击基板,依靠喷涂粒子及基板自身强烈的塑性变形实现相互间结合,在喷涂过程中,喷涂粒子始终保持较低的温度(900K),从而克服了传统热喷涂技术中高温氧化、相变、残余应力等不利因素对涂层性能的影响,因此制备出的涂层也更加纯净。
采用有限元数值分析的方法,系统的研究了冷喷涂过程中粒子与基板的初始温度、喷涂倾角、接触面摩擦力等因素对粒子与基体变形行为的影响,并模拟计算了多粒子撞击基板后所形成的涂层结构,数值模拟结果表明： 粒子与基板的碰撞变形行为受初始温度的影响较大,初始温度越高,粒子变形越大,撞击基板形成的凹坑也越深,提高初始温度,有利于增大粒子与基板的接触面积,使粒子完全嵌入到基板中,进而增强粒子与基板的结合强度。在模拟计算过程中,温度始终没有超过材料熔点,可见熔融结合并不是粒子与基板的主要结合方式。 接触界面摩擦力的存在有利于提高粒子与基板接触区域局部温升,这种摩擦挤压效果也有利于破坏基板与粒子表面的氧化层,促使新鲜金属相互接触,从而提高粒子与基板的结合效率。当喷涂角度过大(大于20°)时,接触界面摩擦力所起的积极作用被粒子滑移效应所引起的消极作用抵消,接触面积迅速降低,不利于粒子与基板的结合。由于后续粒子的夯实作用,涂层呈现内密外疏的分布规律。