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Tips! – 如何完美制備熱噴涂涂層樣品

德國Retsch（萊馳） 2023-02-10 | 閱讀：899

熱噴涂是一種表面強(qiáng)化技術(shù)，是將熔融狀態(tài)的噴涂材料，通過高速氣流使其霧化成微細(xì)熔滴或高溫顆粒，高速噴射在經(jīng)過處理的工件表面上，形成具有高硬度、耐磨、耐腐、耐熱、抗氧化、隔熱、防微波輻射等功能的表面涂層，廣泛應(yīng)用于航空航天和電力生產(chǎn)工業(yè)，如噴氣發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)、泵零部件的強(qiáng)化、防護(hù)和維修等。

熱噴涂涂層的制樣方法與表面硬化處理材料比較相似，但考慮到涂層與基體材料的結(jié)合力和涂層自身的特性比如致密程度等，在從切割、鑲嵌到磨拋步驟均需注意，以獲得真實(shí)的顯微組織信息。

Tips

熱噴涂涂層樣品的切割

切割脆性熱噴涂涂層時必須考慮以下幾點(diǎn)：

須正確選擇切割輪

正確夾持待切割樣品——要切割的涂鍍層不得朝下夾在切割輪的出口區(qū)域，這將導(dǎo)致切割輪在退出時使脆性涂層脫離基材；應(yīng)將待檢查的表面涂層夾緊在夾具中，其中涂層本身位于頂部，這樣切割輪可以從上方穿透涂鍍層。

過高的進(jìn)給速率（壓力）會導(dǎo)致層中出現(xiàn)裂紋。

冷卻不足會導(dǎo)致涂層產(chǎn)生碎裂，從而模擬出假孔隙。

熱噴涂涂層切割夾持示意圖

不正確切割造成脆性等離子噴涂涂層碎裂和裂紋

冷鑲嵌還是熱鑲嵌？

一般來說熱噴涂涂層通常并不是完全致密，可能包含各式各樣的孔洞、線性分層或夾雜，所以不推薦使用熱壓鑲嵌，因?yàn)殍偳秹毫赡軙茐目锥吹目臻g形貌造成誤判，而且熱鑲樣過程中樹脂并不能完全浸漬多孔涂層——熱鑲嵌化合物當(dāng)中大多數(shù)含有粗填料，而且鑲嵌時間較短。冷鑲嵌時宜采用低黏度的環(huán)氧樹脂在真空條件下澆注，以盡可能地填充那些貫通的孔。也可以在環(huán)氧樹脂里添加熒光染色劑，這樣顯微觀察時，被環(huán)氧樹脂填充的空洞會呈現(xiàn)明亮的黃綠色，很容易判斷區(qū)分。

熱鑲嵌涂層試樣中可看到未填充的孔隙

此外，如下圖所示，熱鑲嵌時的溫度和壓力還有可能造成涂層和基體剝離。

Tips

磨拋

磨光時可采用磨盤或新砂紙，9微米和3微米拋光步驟可在較硬的拋光布上進(jìn)行以確保試樣平整度及避免邊緣倒角。對于孔隙度較高的樣品，軟相或雜質(zhì)可能轉(zhuǎn)移到孔隙中，致使檢驗(yàn)結(jié)果顯示孔隙很少。此時需要適當(dāng)延長拋光時間，“打開”孔隙。

實(shí)例

下面的制樣參數(shù)可用來制備金屬基陶瓷涂層樣品：

鈦合金基體/陶瓷涂層樣品制備效果

弗爾德（上海）儀器設(shè)備有限公司隸屬全球技術(shù)領(lǐng)先者-弗爾德集團(tuán)旗下，提供最先進(jìn)的樣品處理與分析設(shè)備及解決方案。

旗下五大品牌：德國Retsch（萊馳）粉碎、研磨、篩分設(shè)備，德國Microtrac MRB（麥奇克萊馳）多功能粒度粒形分析儀，Carbolite?Gero（卡博萊特?蓋羅）烘箱、高溫烘箱、箱式馬弗爐、灰化爐、管式馬弗爐、氣氛馬弗爐、真空馬弗爐、高溫馬弗爐及工業(yè)定制爐，Eltra（埃爾特）碳/氫/氧/氮/硫元素分析儀，QATM（奧德鎂）切割機(jī)、鑲嵌機(jī)、磨拋機(jī)、硬度計(jì)。

服務(wù)于全球無數(shù)實(shí)驗(yàn)室、制造商和科研機(jī)構(gòu)，是客戶最忠實(shí)的合作伙伴。弗爾德致力于和客戶共同進(jìn)步成長，為客戶提供有效可靠的產(chǎn)品、流程和工藝方法，使其能夠更安全、更高效、更持久地發(fā)展業(yè)務(wù)。我們希望通過不懈努力，不斷推動技術(shù)進(jìn)步，使世界變得更加健康和安全。