● 摘要
低温高速喷涂技术是近年发展起来的一种新型喷涂技术，粒子在远低于喷涂材料熔点的温度下以固态高速撞击基体，通过发生塑性变形而沉积。由于沉积原理不同以及在喷涂过程中温度低，所以具有很多传统热喷涂不能比拟的优点。本论文采用低温高速喷涂技术，探索Al-W系多个组分复合材料的喷涂工艺，并通过对复合材料的显微结构和致密度等表征，优化制备工艺，获得了致密的Al-W系复合材料。通过分析喷涂的影响因素，选用Al-43wt.%W组分进行正交实验，得到最优化喷涂工艺为：喷涂距离为15 mm，载气温度为100 ℃，载气压力为0.75 MPa，送粉量为7.2 g/min。对选定的工艺参数影响能力进行比较得出结论：喷涂距离和载气温度对喷涂样品密度影响较大，载气压力和送粉量影响较小。在正交实验结论的基础上对Al-W系多个组分也进行工艺探索，获得了各组分的优化工艺参数，制备出钨含量为0~94wt.%的致密的Al-W复合材料。利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针和硬度测试等对制得的材料进行表征，发现Al-W复合材料中没有氧化现象发生，铝和钨间也没有生成其它相；材料结构致密，孔洞等缺陷主要出现在钨聚集的区域；随着钨含量的增加，复合材料的相对密度从99.6%下降至96.8%，维氏显微硬度从72提高到347。利用低温高速喷涂还制备出整体致密、无宏观裂纹等缺陷的Al-W密度梯度材料，钨元素沿厚度方向呈梯度变化，密度变化范围为2.69 g/cm3~13.83 g/cm3。