【摘 要】
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为改善铝合金压铸用钢制工器具的耐铝液腐蚀性能,提高压铸循环次数并降低成本.采用等离子喷涂工艺,在H13钢制工器具表面制备了Al203-40％TiO2涂层.基于响应曲面法(RSM)优化等离
【机 构】
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湖南省冶金材料研究院有限公司,湖南长沙410014;湖南省先进涂层工程技术研究中心,湖南长沙410014;湖南人文科技学院,湖南娄底417000
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为改善铝合金压铸用钢制工器具的耐铝液腐蚀性能,提高压铸循环次数并降低成本.采用等离子喷涂工艺,在H13钢制工器具表面制备了Al203-40％TiO2涂层.基于响应曲面法(RSM)优化等离子喷涂工艺参数,利用Box-Behnken(BBD)设计分析了电压(U)、电流(I)和喷涂距离(d)等主要因素对涂层显微硬度(H)和孔隙率(P)的影响规律,建立了电压(U)、电流(I)和喷涂距离(d)与显微硬度(H)和孔隙率(P)之间的数学模型,构筑了涂层显微硬度(H)和孔隙率(P)的响应曲面.建立的数学模型可靠,在本工艺条件下,经优化后涂层的显微硬度(H)和孔隙率(P)的曲线方程可分别表述为:H=5 733.59+330.51xU-38.33x/-97.57xd-0.31xUx/+1.43xUxd-2.41xU2+0.053xI2,P=-32.8-0.32xU+0.11x/+0.27xd-0.004xUxd+0.005 6xU2-0.000 llxI2.优化的数学模型可应用于Al203-40％TiO2涂层的喷涂工艺参数优化和性能预测.模型预测的涂层最佳显微硬度(H)和孔隙率(P)的工艺参数为:U=70V,I=475 A,d=120mm,涂层显微硬度(H)和孔隙率(P)分别为965.46 HV0.3和0.87％,实际测定的涂层显微硬度(H)和孔隙率(P)分别为978.35 HV0.3和0.82％,二者结果相近.响应曲面法(RSM)所具有的预测优势,可弥补常规实验优化的不足,运用到先进涂层技术的工艺设计和数据分析中,用于喷涂工艺的优化,有利于高性能涂层的研制.
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