100 多年來,熱噴涂層以其多種形式而存在。熱噴涂的原理非常簡單——原料通常以粉末或金屬絲的形式存在,對其進行加熱使其部分或全部熔化,
并以高速噴射向基材使得顆粒在撞擊時發(fā)生變形,在此過程中,顆粒發(fā)生凝固并機械結(jié)合到基材表面。
這其中涂層孔隙率是描述涂層密度的重要指標,通常采用金相法制備樣品并進行孔隙率的測量。然而,長期以來的實踐已經(jīng)證實,在尋找合適的制備方法
以及不同實驗室間重復同種方法得到的結(jié)果卻并不相同。
最近的一項“循環(huán)”實驗證明了實驗室之間的差異。
實驗邀請了在金相制備和樣品分析方面有著豐富經(jīng)驗的技術(shù)工作人員,但不同參與者之間測得的孔隙率值差異很大,任何實驗室均可實現(xiàn)良好的結(jié)果可
重復性。這意味著在多孔熱噴涂層的制備和分析中,方法變化是導致誤差的主要因素。
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實驗方法
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我們對T800(HVOF)涂層和WC-Co(等離子噴涂)涂層進行了取樣?;贏STM E1920-03(2014)中推薦的方法I和II進行了實驗,選擇這些方法是因為它們代表
了工業(yè)中最常見的方法,也是普遍接受的制備標準。方法I是在短時間內(nèi)使用一系列SiC紙,然后在Trident布上進行制備階段,最后使用膠體氧化硅在絨布上進行
拋光。方法II僅采用一個SiC研磨步驟,然后在無絨毛拋光布上進行兩次金剛石拋光,再用膠體氧化硅進行拋光。
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這些實驗旨在分別觀察這兩種方法中切割、鑲嵌和研磨對實測孔隙率的影響。
切割和研磨的影響
金相法很難表征切割損傷對樣品的影響,但目前建議精密切割機配合金剛石切割片的方法切割樣品。在本實驗中將先切割后鑲嵌的樣品與先鑲嵌后切割(可在切割過程中保護涂層)的樣品進行比較。兩組樣本均使用IsoMet高速精密切割機(圖1)。
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切割前鑲嵌樣品可保護其免受損傷
可以通過充分研磨來去除切割產(chǎn)生的損傷,以獲得相同的孔隙率結(jié)果
鑲嵌材料的影響
本實驗選取T800HVOF樣品,均鑲嵌在單個樣品模具內(nèi),采用中心力加載,并使用方法I和方法II制備的樣品組。
對于這兩種較硬的材料,方法I不如方法II有效,尤其是在鑲嵌樹脂內(nèi)加入陶瓷顆粒增強的樣品中更為明顯。由于陶瓷的磨削率較低,陶瓷對SiC具有鈍化作用,研磨拋光過程中的去除率會大大降低。
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低粘度環(huán)氧樹脂表現(xiàn)更好,丙烯酸鑲嵌(SamplKwick)的結(jié)果較差。
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制備方案
為了觀察制備方法的直接效果,對WC-Co(等離子噴涂)涂層進行取樣,遵循實踐總結(jié)的最佳建議,鑲嵌兩組樣品,如下所示:
清潔/脫脂樣品:用水沖洗樣品,然后在乙醇中浸泡10分鐘以吸收孔隙中的水分
干燥。不要用裸露的皮膚接觸樣品,以免沾染油污
使用EpoThin樹脂鑲嵌樣品并在SimpliVac中真空浸漬
在Isomet HS高速切割機上切割樣品
以所需方向重新鑲嵌切割樣品
在中心力夾具中制備所有樣品,以獲得最大的平整度和重現(xiàn)性
我們發(fā)現(xiàn)制備后的樣品孔隙率與圖2中所示的非常相似(對于先鑲嵌后切割的樣品)。在制備過程中,我們在每個階段分析了樣品的孔隙率,結(jié)果如下圖6所示。
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此過程的圖像如圖8所示:
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結(jié)論
相關(guān)產(chǎn)品
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