保护气氛中残留氧对微弧火花沉积的影响

目的探究微弧火花沉积过程中残留氧对沉积行为的影响。方法在不同残留氧浓度的富Ar保护气氛下进行了单脉冲、多脉冲和2 min持续沉积实验,并使用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)和显微硬度计等对所获沉积层特征进行分析。结果保护气氛中残留氧为0.04%～0.06%时,沉积斑呈典型的放射状飞溅形貌,持续2 min沉积可获得局部最大厚度约140μm的平坦状沉积层。而残留氧为0.4%～0.6%和1.4%～1.6%时(其他参数不变),沉积斑表面平整,边缘无显著飞溅特征,2 min沉积试验后在基体上形成了大量新奇的微柱体/柱胚结构。质量转移规律研究表明,适当残留氧的存在能够提高质量转移效率。试验中当残留氧为0.4%～0.6%时,质量转移系数最高,可达约91%。显微硬度测试结果显示,涂层硬度约在290～330HV之间,略低于冷轧态基体的硬度(～356HV)。结论富Ar气氛中残留的微量高活性元素氧对熔池表面张力温度梯度系数有较大影响,适当残留氧的存在可使沉积斑形态从泼溅状向聚集状转变,最终导致了沉积表面微柱体/柱胚结构的出现。