第33卷第6期 2012年6月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION 锯合金电子束表面熔覆层裂纹控制
何俊12，张秉刚，郑坤"，陈国庆”（1.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001：
2.兰州空间技术物理研究所，兰州730000）
摘要：在锯合金表面进行了电子束熔覆硅化物涂层试验，利用光学显微镜（OM）、扫捕电镜（SEM）观察了涂层表面形貌，通过分析熔覆层表面的裂纹率以及裂纹的最大宽度，对熔覆涂层质量进行评价，研究了电子束熔覆参数对裂纹的影响，结果表明，裂纹倾向随着电子束束流、聚焦电流及扫措速度的增大量先减小后增大的变化规律，通过控制电子束熔覆参数的合理匹配可以实现对涂层裂纹的控制，通过单变量试验和正交优化试验，筛选出了优化的熔覆处理工艺参数为：电子束束流为17mA，聚焦电流为1885 mA，扫描速度为540mm/min，采用优化工艺参数获得的涂层的熔覆效果较理想，表面平整光滑无裂纹，晶粒致密均匀
关键词：电子束熔覆；裂纹：锯合金；硅化物涂层；正交试验
中图分类号：TC456.3 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253-360X(2012)06-010904
1试验方法
钜合金具有优良的高温力学性能，使其成为航天高温结构件的重要候选材料之一，然而锯合金极差的抗氧化能力又严重影响了锯合金的工程应用，电子束熔覆是提高锯合金硅化物涂层抗氧化性能的有效途径之一，面涂层在电子束熔覆过程中的急剧加热、冷却条件下易产生裂纹、孔隙等缺陷裂纹常常是造成熔覆耐热层剥刹落和烧蚀，导致熔覆涂层性能下降及失效的重要因素[2]
已有研究表明，电子束熔覆涂层裂纹的产生与涂层化学成分有关，工艺参数对熔覆后裂纹的产生有很大影响[3.4].而通过合理控制涂层冷却收缩作用过程，降低电子束扫描移动速率，可以改善涂层裂纹[5.6]，目前电子束用于熔覆改性实际应用的报道和文献相对不多，国内有关电子束熔覆裂纹防治的研究鲜有报道因此开展硅化物涂层电子束表面熔覆过程中裂纹的控制研究，对提高熔覆层质量具有重要的理论与现实意义
文中以电子束熔覆涂层表面裂纹为主要考察指标，对涂层表面裂纹进行评价，通过对锯合金表面熔覆硅化物涂层进行工艺参数的优化来获得符合要求的优质熔覆涂层，实现裂纹抑制
收稿日期：2012-02-22 万方数据
Vol.33
3No.6
June 何俊
2012
试验材料为预置了硅化物涂层的锯合金片，涂层粉料按照如表1所示质量百分比制成涂层料浆，并涂覆在锯合金基材表面，成分见表2.然后在真空度大于1×10-Pa温度为1500℃左右的条件下进行烧结得到.锯合金试验材料规格为70mmx 8mm×1mm，涂层厚度分别为125~140μm.电子束熔覆试验在法国生产的LARA52型真空电子束设备上进行，该设备的电子枪为动枪式，最大功率为 6kw.
表1涂层粉末配比（质量分数，%）
Chemical compositions ofcoatings
Table1
IS 41
Mo 18.5
W 11
TV 8.5
Ta
Zr 4.5
Fe
其它 4
余量
表2
锯合金成分及含量（质量分数，%）
Table2
0
N
Chemical compositions of niobium alloy
H
Ta
WMe
Zr
Nb
0.005 60.0090.000 50.0325.182.080.82余量
熔覆试验时采用单因素试验和正交试验相结合的方法，主要分析了电子束束流、电子束聚焦电流、扫描速度三个因素对裂纹的影响，熔覆试验基准工