超声波冲击法对微弧火花沉积涂层性能的影响
2021-05-07高继文李永彬黄晓望
高继文,李永彬,黄晓望
(国营芜湖机械厂,安徽 芜湖 241007)
0 前言
微弧火花沉积(Micro-arc spark deposition, MASD)又叫电火花沉积(Electro-spark deposition, ESD),是利用脉冲、电能的高能量密度使旋转的阳极焊材与阴极(被修复工件)形成瞬间动态短路,产生微弧火花放电,把作为电极的导电材料熔渗进金属零件的表层,从而形成高强度冶金结合的合金化表面涂层,使零件工作表面缺陷和机械损伤得以修复、部分力学性能得以恢复及表面防腐性能得到改善的一种新兴修理技术。近年来,微弧火花沉积技术、工艺方法在刀具、模具、精密零件的微量修复、生物相容性涂层制备及沉积冶金结合涂层修复尺寸等方面已有较多应用[1-7],其微弧火花沉积温度场分布也通过有限元找出了仿真模型,从而得到实际加工过程中无法探知的规律[8],在耐摩擦磨损性能、耐腐蚀性能、抗高温氧化性能等方面也有较多的沉积机制研究和性能提升研究[9-12]。超声波冲击处理(Ultrasonic impact treatment, UIT)是通过换能器将电能转化为一种高频机械振动(2万次/秒以上),直接或者间接地施加在金属表面使其产生剧烈塑性变形,调整残余应力场,引进有益压应力,消除有害残余拉应力,使焊趾部位的材料得以强化,可细化金属表面晶粒组织,消除表层的微小裂纹和熔渣缺陷,大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。近年来,许多工程应用研究者对UIT技术开展了大量微观机制与改性研究[13-17],利用有限元分析软件进行数值计算和实验测量对比验证,结果表明了UIT技术能够消除残余应力、使组织晶粒细化改善表面质量、使材料强化致密、提高抗疲劳性能,并在工程上得到广泛应用。……
