摘 要
铝合金材料作为轻量化的材料，在节能和减排等方面有着广泛的应用。然而铝合金材料表面耐磨性能较差的缺点，限制了其在汽车、模具等领域的进一步应用。本论文选择中等强度的 6061-T651 铝合金作为研究对象，烧结型 WC-17Co 粉末作为喷涂材料，试图在铝合金表面制备性能优良的 WC 涂层，以提高铝合金基体的耐磨性。本论文主要研究了制备 WC 涂层的工艺参数、涂层中相的成分、NiAl 打底层对涂层性能的影响，以及喷涂距离对喷涂颗粒扁平化的影响。
实验使用环境扫描电镜和能谱仪对涂层的组织结构和成分进行了研究；使用显微硬度计对涂层硬度的分布和各工艺参数对涂层性能的影响进行了分析；使用电子万能试验机对涂层的结合强度进行了测量；使用专业软件计算了每种工艺参数下涂层的孔隙率。
研究结果表明：最优的涂层结合强度为 42.42MPa，孔隙率为 5%。最佳的工艺参数为：送粉电流 20μA，煤油量 14 L/h，喷涂距 280mm，氧气流量 22m3/h，氮气流量 15m3/h ；煤油量对涂层的结合强度和孔隙率影响尤为明显。当喷涂距离为320mm 时，颗粒扁平化和熔融的状态最佳，过长的喷涂距离会造成涂层结合强度的下降和增大孔隙率。从能谱分析的结果得知，涂层内的成分之间发生了互扩散，并且氮气的加入不会对涂层中的成分造成影响。由于 NiAl 粉末质量轻，在超音速焰流中很难被加速，因此借助于 NiAl 打底涂层对涂层结合强度的提高贡献不大，但是由于 NiAl 涂层的硬度介于铝合金和 WC 涂层之间，其作为缓冲涂层，可以提高耐磨涂层的使用寿命。
关键词：铝合金；耐磨涂层；超音速火焰喷涂；工艺参数；性能；NiAl
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