بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی پوشش آلومینیوم برنز ایجاد شده با فرایند پاشش پلاسمایی اتمسفری (APS)

پوششهای آلومینیوم برنز به دلیل مقاومت مناسب در برابر سایش و خوردگی از گزینه های مناسب برای افزایش عمر قطعات صنعتی به شمار می روند. در این پژوهش پوشش آلومینیوم برنز به روش پاشش پلاسمایی اتمسفری (APS) بر روی زیرلایه فولادی اعمال و ریزساختار، خواص مکانیکی و رفتار سایشی آن مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه یابی ریزساختاری پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. نتایج بررسی های ریزساختاری نشان داد که پوشش دارای ساختار لایه ای متشکل از اسپلت های منجمد، رشته های اکسیدی، تخلخل های پراکنده و تعداد محدودی ذرات نیمه ذوب و ذوب نشده است و در فصل مشترک پوشش و زیرلایه هیچگونه ترک یا جدایش قابل توجهی مشاهده نشد. آنالیز تصاویر ریز ساختاری نشان داد که مقدار فاز اکسیدی پوشش برابر با ۱۵/۱۹/۲ درصد است که ناشی از اکسیداسیون ذرات در حین پرواز و لایه نشانی در محیط اتمسفری است همچنین میزان تخلخل پوشش ۵/۳/۹ درصد اندازه گیری شد که عمدتا به انجماد سریع، ذرات عدم پرشدگی کامل فضای بین اسپلت ها و به دام افتادن گازها نسبت داده شد. سختی متوسط پوشش ۱۷۳۹ ویکرز به دست آمد که حاصل برهمکنش اثرات تقویت کننده ناشی از انجماد سریع و تشکیل اکسیدها و اثرات تضعیف کننده ناشی از تخلخل و مرزهای بین اسپلت ها است همچنین استحکام چسبندگی MPa ۴۳/۳/۳/۴ نشان دهنده ایجاد اتصال مناسب میان پوشش و زیرلایه بود. بررسی رد سایش پس از آزمون پین روی دیسک نشان داد که مکانیزم غالب تخریب شامل سایش خراشان، تغییر شکل پلاستیک موضعی، لایه گذاری سطحی و تشکیل ذرات سایشی سوم است و آغاز تخریب عمدتا از مرز اسپلت ها و نواحی متخلخل صورت می گیرد. به طور کلی، پوشش آلومینیوم برنز تولید شده به روش APS با وجود ریز ساختار متداول این فرایند از سختی و چسبندگی مناسب برخوردار بوده و می تواند در کاربردهای نیازمند مقاومت سایشی همراه با قابلیت جذب تنش های موضعی عملکرد مطلوبی ارائه دهد.

کلیدواژه ها:

آلومینیوم برنز ، پاشش پلاسمایی اتمسفری ، اکسید و تخلخل ، سختی ، استحکام چسبندگی ، سایش