پوشش دهی یک ورق مسی با پودری مخلوط از Zr-Ti مناسب برای کاهش عملیات مکانیکی در سطح

خلاصه:

ورق های مسی به صورت مکانیکی با مخلوطی از پودرهای تیتانیوم و زیر کونیم پوشش داده شدند. هدف ها صفحات مسی که صفحه انتهایی آن ها به وسیله آسیا کاری در یک آسیاب لرزاننده SPEX 8000 جابه جا شده بود، بودند. هنگامی که مقدار کمی از مخلوط -ZrTi طبق معمول آسیاب شد. آن نشان داد که پوشش توسط تشکیل یک ترکیب ته نشینی از سایش و تغییر شکل دانه ها و افزایش نقص ها فرآیندهای نفوذ را مسدود و متوقف کرد. آزمایش های انجام شده متداول و سینکر و ترون (دستگاه تقویت و تسریع ذرات باردار الکترونی) پراش اشعه x و میکروسکوپ الکترونی روشی مشخص کرد که لایه های فوقانی پوشش یکسان و بی شکل بود، در صورتی که ریخت شناسی ناحیه های نزدیک به هم در فصل مشترک هدف و پوششی ضخیم است.

مقدمه:

شکست مواد مهندسی اغلب در سطح آغاز می شود. بنابراین بهینه سازی ساختار و خواص سطح اساساً ممکن است رفتار کلی یک جزء را بهبود بخشد. عملیات سایشی مکانیکی سطح (SMAT) با ضربات چند بعدی به وسیله ی ساچمه های معلق برای سخت کردن سطح مکرر انجام شد. روی نمونه های حجمی ضربات باعث تغییر شکل پلاستیک لایه های سطح نمونه مورد نظر، هدایت به سوی دانه های پالایش شده و مهاجرت مرز دانه ای وسیع، جابه جایی بلوک ها و نوارهای باریک می شدند. سطح به صورت شیمیایی فعال شد و کارآیی به وسیله عملیات ثانویه ای از قبیل نیتروژن دهی بهبود یافت. نفوذ درونی عناصر آلیاژی در طول تکنیک SMAT می تواند منجر به بهبود خواص سطح شود. در آلیاژ سازی مکانیکی (MA) برخوردهای پر انرژی در یک سنگ شکن گلوله ای برای مرحله ساییدن مخلوط ها استفاده می شد. آن یک روش ثابت خوب برای پالایش ریزساختار و برای ساخت فازهای نیمه پایداری از قبیل محلول های جامد فوق اشباع و آلیاژ های بی شکل بود. SMAT می تواند با MT برای تهیه پوششی در کنار هم استفاده شود. آزمایش نشان داد که ساچمه ها و دیواره های کانتیزها معمولا با پودر تهیه شده در طول فرآیند MA پوشش داده می شدند. این پدیده می تواند برای پوشش ارادی یک ورق کوچک مورد استفاده در دیواره کانتینر مورد استفاده باشد. برخوردهای گلوله های آسیاکاری سطح را فعال می کنند ذرات از قسمت شارژ پودر تحویل و به سطح اتصال داده می شوند. فایده اصلی کاربرد رسوب گیری مکانیکی بالا بردن پیوند بین لایه ای و پوشش به علت فعال سازی مکانیکی است. زمانی که یک ماده سخت با یک فلز نرم پوشش داده می شود. به طوری که برای رسوب آلومینیم روی فولاد نشان داده شد ته نشینی ساده حاکم است. فرآیند خیلی پیچیده است اگر یک سطح نرم با یک ماده سخت از قبیل آلومینیم با نیکل یا اکسیدهای سخت پوشش داده شده باشد. در این قبیل روکش ها، ذرات پودر پوشش داخل سطح پرس می شوند که دلیل اصلی تغییر شکل پلاستیک و آمیزش بین هدف و ذرات است. اگر خواص اجزاء سازنده اجازه دهند فازهای مساعد بالقوه و جدید از قبیل ترکیبات بین فلزی سخت ممکن است شکل بگیرند. در این بررسی صفحات مسی با مخلوطی از پودرهای تیتانیوم و زیرکونیم پوشش داده شدند، هم تیتانیوم و هم زیرکونیم از مسی سخت ترند. بنابراین انتظار می رود که آمیزش محکمی در لایه سطحی ایجاد شود. اگر مخلوط محلی روی لایه های اتمی را بگیرد تشکیل یک فاز آمورف شاید ممکن شود، برخی از آلیاژهای Cu-Ti-Zr غنی از مس برای قالب گیرهای شیشه بسیار مناسب اند. آزمایش برخی از پوشش ها برای کشف مکانیزم مراحل و رسیدگی به ساختار برای توسعه پوشش ها انجام شده بود.

2. تجربیات (آزمایشات):

مرحله رسوب گیری با به کارگیری دستگاه آسیاب مخلوط کن SPEX 8000 انجام شده بود. آن یک آسیاب لرزاننده با انرژی بالاست که استوانه فولادی سخت شده آسیاکاری نمونه را (قطر داخلی mm 38 و طول mm57) در یک الگوی سه بعدی پیچیده نوسان می دهد. جزء اصلی روی جنبشی نمونه یک ارتعاش با فرکانس HZ 6/17 ، دامنه تقریبی mm6/25 و حداکثر سرعتی حدود 8/2 بود.

اهداف صفحات مسی با ضخامت mm7 بودند که آخرین پوشش روی نمونه آسیاکاری فولادی جانشین می شدند. برای مراقبت از توزیع یکنواخت تقریبی برخوردها، کانتیز گلوله ها از تعداد زیادی گلوله های آسیاکاری انباشته شده بود، برای مثال دوازده گلوله 5/9 میلی متری و چهل گلوله ی 35/6 میلی متری ساخته شده از فولاد سخت شده. استفاده از تعداد کمی گلوله می تواند منجر به یک توزیع غیر یکسان از نقاط ضربه شود حال آن که گلوله های زیاد تعداد برخوردهای بیشتر و کاهش سرعت برخورد را نتیجه می دهد، پودر پوشش مخلوط اکیواتمیکی از Ti , Zr بود، هر دو با مش 325، که از آلفا ایزر (Alfa Aesar) تهیه شدند. به عنوان مثال شارژ مقدار زیادی پودر محصول را ضخیم می گرداند اما پوشش متخلخل می شد، مقدارهای خیلی کوچک از پودر پوشش به کار برده شدند. چهار پوشش تهیه شده از mg130 پودر، در خلاء برای زمان های 5 و 10و 15 و 30 دقیقه به کار برده شدند. پوشش یک از mg350 از پودری که 30 دقیقه از زمان آسیا کاری آن گذشته بود برای تحقیق تاثیر میزان زیاد پودر بود. زمانی که توجه اصلی ما روی پوششی از هدف مس متمرکز بود. سطح فولاد یک نقش فعال هم در فرآیند بازی می کردند. بنابراین یک آماده سازی اضافی انجام داده شد. کاربرد یک نمونه آسیاکاری با دو صفحه پایانی معزول شدنی، مس روی یک طرف و فولاد سخت شده در طرف دیگر، و مواد مربوط به هر دو صفحه آنالیز شدند. Mg170 مخلوط پودر تیتانیوم و زیر کونیم به مدت 30 دقیقه در این آزمایش خرد شدند. پودرها همیشه داخل محفظه آسیاکاری در یک جعبه glove آرگون – فلاش انباشته بودند. نمونه ها داخل جعبه glove که کاربردش برای نوار الکتریکی تا میزان اکسایش بیش از حد را کاهش دهد ممهور شدند. دیسک های پوشش داده شده با مس برای آزمایش مستقیم پراش اشعه x پودر به کاربرده شدند. طیف ها با یک پراش سنج فیلیپس x pert جمع آوری شدند با کاربرد پرتو ka مس در از به در پله های 02/0 برای آنالیزریز ساختار برش های عرضی از دیسک های پوشش داده شده در epoxy (نوعی رزین) قرار داده شدند و با دقت به صورت مکانیکی پویش شدند. شکل شناسی با یک میکروسکوپ الکترونی JEOLJSM-5600 در BSE (شیوه الکترون) مطالعه شد تجزیه بنیادی کمی توسط انرژی تفرق کننده اشعه x (EDX) انجام شد. چگونگی تجزیه تفرق اشعه x در خط بیم TDll مطالعه شد دستگاه تابش سینکترون اروپایی (ECRF) با کاربرد یک باریکه تک فام kev90 از فوتون ها (1377/) با یک اندازه موضع 10 انجام شد. اندازه گیری ها روی مقطع برشی یک پوشش در طول دو خط عمود به سطح انجام داده شدند. اندازه پایه ما بین نقطه های اکتساب داده شده مجاور 10 بود. آزمایش های مکانیکی روی مقطع برش پوشش (min30/mg130) با کاربرد یک CSIROUMISZ عامل در نرخ نیروی ثابت با یک ماکزیمم نیروی کاربردی MN1 انجام شد. سختی دینامیکی با روش الیور – فار حساب شد.

. نتایج

یک تصویر عمومی از فرآیند خلاء می توانست از سنجش پراش اشعه x روی سطحی از دیسک های مسی برای مدت زمان های متفاوت (شکل 1) استنباط شود. پس از فقط 5 دقیقه، پراش از هدف مسی خودش، طیف تسلط پیدا کرده یک مقدار قابل توجهی از پودر زیر کونیم و تیتانیوم متعلق به سطح است.

شکل1.الگوهای XRD گرفته شده از سطح ورق های مسی که با 130mg ازپودرهای Ti-Zr آسیاکاری شده برای(a) 5دقیقه(b)،10دقیقه،(c)15دقیقه و(d)30دقیقه پوشش داده شده بودند.

اما آن یک پوشش پیوسته، یکسان و با ضخامت کافی بلوک پراش ، برای هدف شکل نگرفت. محل های پیک هر دو هدف مسی و ذرات تیتانیوم و زیرکونیوم رسوب داده شده در یک زمان اتفاق افتاد. محل های خطی از فلزات خالص نشاندهنده ی این است که هر کدام از آلیاژهای بین تیتانیوم و زیرکونیوم یا بین هدف مسی و ذرات پوشش در فازهای متبلور شده قابل چشم پوشی است. پیک های تیتانیوم و زیرکونیوم توسط تصفیه دانه و کرنش شبکه گسترش یافته اند و آن ها ممکن است یک شکاف خیلی کوچک و بی شکل را بپوشانند. شدت پراکندگی اشعه x با متناسب است، بنابراین قله های پراش زیرکونیوم باید در حدود 3/3 دوره بیشتر از قله های تیتانیوم در غلظت ها ی برابر باشد. این که قله های تیتانیوم بالاتر از زیرکونیوم است باعث می شود که اظهار کنیم که تیتانیوم زیادتری نسبت به زیرکونیم در پوشش حاضر است. مقداری آلودگی آهن در این نقطه آشکار است که قبلا اشاره شد. نتایج آسیاکاری طولانی در یک تغییر مدل XRD ناگهانی، قله های براگ مس تقریبا پس از فقط 10 دقیقه آسیاکاری ناپدید شدند، که ساختمانی از لایه های پوشش پیوسته و نسبتا ضخیم را ایجاد کرد. مشخصه اصلی یک شکاف مویی وسیع در حدود که شکل گیری یک فاز بی شکل را پیشنهاد می کرد. شدت زیرکونیم و قله های Ti کاهش شدیدی بین 5 تا 10 دقیقه آسیاکاری و به شکل یک اثرپس از 30 دقیقه از فرآیند باقی می ماند. میزان آلودگی آهن bcc کاملا قابل توجه است اما تغییر زیادی پس از 10 دقیقه اول در آن به نظر نمی آید. عکس های گرفته شده توسط SEM از مقطع برشی از لایه های سطحی (شکل 2) شرح جنبه های معین از طرح های XRD و نمایش چندین ویژگی جالب درباره ریخت شناسی پوشش هاست. بعد از 5 دقیقه آسیاکاری پوشش خیلی غیر یکنواخت است (شکل a2). بعضی مواقع بدون پوشش آشکارند و ضخامت میانگین پوشش فقط حدود 5 است. به عنوان مثال یک پودر با مش 325 ذراتی تا حدود 45 را شامل می شود، ماده در این نخستین پوشش باید قبلا در منطقه وسیع تغییر شکل پلاستیک جای گیرد. XRD روی این نمونه شدت قابل توجهی از هدف مسی را نشان داد. (شکل 1a) این تعجب آور نیست، تبدیل شدت باریکه اشعه x، مسی به نیم نفوذ لازم از طریق 4/10 از جامد Zr-Ti ، بنابراین پوشش در این مرحله دو برابر در نظر گرفته شد. پاک کردن اثرات روی سطح برش و چین خوردگی ها مشهودند روی سطح بالایی و توسعه ابتدایی یک ریز ساختار لایه ای مشاهده می شود. خیلی اتفاقات بین 5 تا 10 دقیقه آسیاکاری رخ می دهند. ضخامت پوشش تا حدود 20 افزایش می یابد و پوشش مسطح کامل شکل می گیرد (شکل b2) به عنوان نتیجه، فقط یک اثر کوچک از قوی ترین قله های پراش مسی قابل رویت باقی می مانند در شکل b 1 . فصل مشترک بین هدف و پوشش ناصاف است که پیشنهاد مهم سایش سطح و تغییر شکل هدف است. یک نتیجه این است که ما بین پودر پوشش و سطح مخلوط شده لایه شفافی در این مقطع برش در سازگاری با شدت کم خطوط XRD ، تیتانیوم و زیرکونیم وجود نداشت. در بیشتر پوشش بعد از 15 دقیقه آسیاکاری یک فاز بی شکل، شکل می گرفت، ضخامت های پوشش بین 30 و 40 میکرون متغیر بود، که کاملا انعکاس اشعه های X از هدف مسی را مسدود می کرد (شکل c2). لایه ها در ریز ساختار به وضوح قابل رویت اند که اشاره داشت به سطوح سخت شده ای که با ضربات یا ذرات لایه های مرکب متعلق به پودرهای آزاد. سخت شده بود. زبری خارجی جفت های پوششی از فصل مشترک هدف – پوشش و سطح بالایی کاملا صاف است. (شکل d2) بعد از 30 دقیقه ضخامت میانگین پوشش در حدود 50 بود. هنوز لایه های روشن نزدیک به هدف در ساختار وجود داشت و مقداری نقص های چسبندگی بین هدف و پوشش قابل رویت بود تا هنگامی که ساختار یکنواخت تر نزدیک به سطح بالاست. به نظر می رسد که ادامه سراسری ضربات مخلوط و بی شکل لایه بالا، هنگامی که یک مخلوط زبرتر از فازها، از قبیل مس، آلیاژهای بی شکل (شیشه ای) و مقداری تیتانیوم بی اثر (خنثی) و زیرکونیم لایه های عمیق تری از پوشش ایجاد می کردند. ساختار پوشش با mg300 از مخلوط پودر ساخته شد. (شکل e2) خیلی مشابه بود، نمایش نقص های پیوند و ساختار لایه ای در لایه های عمیق تر و یک ظاهر یکسان تر نزدیک به سطح آزاد داشت. قابل توجه این که، مقدار بسیار بیشتری از مخلوط پودرهای تیتانیوم – زیرکونیم فقط یک افزایش کوچک از ضخامت پوششی را نتیجه داد.

شکل2.تصاویر SEMگرفته شده از سطح-متقاطع لایه سطحی ورق های مسی که با 130mg از پودر Ti-Zr آسیاکاری شده برای (a)5دقیقه،(b)10دقیقه،(c)15دقیقه و(d)30دقیقه پوشش داده شده بودند. تصویر(e)ورق پوشش داده شده با 130mgپودر برای 30دقیقه را نشان می دهد.

غلظت های Fe,Ti,Zr,Cu در طول خطوط عمود بر سطح نمونه با کاربرد آنالیزهای EDX در SEM اندازه گیری شد (شکل 3) تغییرات مقادیر مس، زیرکونیم و تیتانیوم در میان ضخامت پوشش نسبتا کوچک بود که به علت کار مکانیکی سخت مخلوط بود، تغییرات تصادفی بعد از یک مدت کوتاه آسیا کاری ممکن بود. برای مثال 10 دقیقه آسیا کاری نمونه مقدار نسبتا بالای مسی در سطح آزاد را نشان داد (شکل

) که این می تواند از ته نشنینی مجدد یک ذره غنی از مس در آن محل نتیجه شده باشد. شدت های میانگین برای عمق های بین 10 و 30 میکرون در جدول 1 گزارش شدند. در فصل مشترک هدف – پوشش غلظت مس شروع به افزایش و غلظت تیتانیوم – زیرکونیوم کاهش پیدا می کرد. شکل 4 ضخامت های پوششی را نشان می داد، نشان می داد که عمق در کدام غلظت مس 60% بود. اگرچه این تعریف تا اندازه ای اختیاری است نتایج نشان می داد که چگونه ضخامت به عنوان تابعی از زمان آسیاکاری افزایش پیدا کرده بود. مقدار پوشش در یک مقدار بزرگتری از پودر نیز نسبتا عدم حساسیت ضخامت به جرم پودر شارژ شده را نشان می داد.

تعجب آورترین نتیجه از تجزیه EDX این بود که همیشه غلظت Ti، 5/2 برابر بیشتر از غلظت Zr بود گرچه در مخلوط پودر ابتدایی مقا دیر مساوی از تیتانیوم و زیرکونیم به هم آمیخته شده بود (در درصد). تا حدی افزایش مقدار تیتانیوم نیز روی صفحه ی انتهایی فولاد دیده می شد. به نظر می رسد که ذرات تیتانیوم به صفحات مس و نیز ابزارهای فولادی بیشتر و به آسانی می چسبند. در واقع، تعداد کمی ذرات غنی از زیرکونیم به صورت سرگردان متصل به صفحه فولادی پیدا شدند، که اشاره دارد به این که یک کسری از زیر کونیم باقیمانده به شکل ذرات آزاد وجود داشت. اکسایش جزئی زیرکونیم ممکن بود به این رفتار کمک کند.

شکل3.غلظت نمایه ها به صورت تابعی از عمق به دست آمده از آنالیز EDXمطابق با زمان های مختلف عملیات: (a)5دقیقه، (b) 10دقیقه و(c) 30دقیقه

آلودگی آهن از تجهیزات آسیا کاری در حدود 10% بود، تا اندازه ای بیشتر نزدیک به سطح عمیق تر داخلی بود. که این به دلیل مقادیر خیلی کوچک پودر به کار رفته بود. رها کردن گلوله های فولادی و دیواره های بی حفاظ نمونه در نتیجه باعث سایش آن ها می شد و آهن یک جزء اصلی پوشش شد، شاید وجود جزئیش باعث بی شکلی شود.

جئول1.مقادیر غلظت Cu،Zr،TiوFe میانگین گیری شده برای عمق هایی در محدوده 10تا 30 میکرون. ضخامت dبرابر عمقی است که در غلظت 60% مس است.

وجود بیش از 6% مس روی ورقه انتهایی فولاد اشاره معنی داری از سایش ورق مسی و مخلوطی از مواد ساییده شده داخل پودر باقیمانده بود. شکل های b و a5 دو سری از نمونه های XRD را نشان می داد. که از مقطع عرضی با تابش سینکروترون در طول خطوط عمودی در سطح نمونه گرفته شد. در این سنجش برای آماده سازی پوشش آسیا کاری برای 30 دقیقه با mg130 از پودرهای تیتانیوم – زیرکونیم به کار برده شد اندازه موضع 10 و میانگین فضای اضافی گرفته شده معلول تغییرات ریخت شناسی بود. با این حال، نتایج به طور وضوح وجود لایه های اساسا بی شکل نزدیک به سطح آزاد را نشان می داد. مقداری تیتانیوم و زیرکونیم در حالت بلوری دورتر از سطح باقی ماندند که آن ها از ضربات متوالی گلوله ها محافظت شده بودند. دوسری به علت غیر یکنواختی پوشش هایشان بعضی تفاوت هایی داشتند. شکل a5 مقداری مس در نزدیک سطح را نشان می داد که شاید قطعه های مسی که در آماده سازی اولیه از سطح جدا شده بودند و یا دوباره رسوب داده شده در مرحله دوم فرآیند بودند، می بودند. قله های تیتانیوم وزیرکونیم بلوری نیز تا حدود سطح در میان این خط آشکار بودند. شکل a5 در این جا محلی از سطح بالایی که بی شکلی بیشتر با ناخالصی های آهن bcc در آن بود را نشان می داد.

قله های براگ مسی فقط در 30 از سطح آشکار می شوند. تنها زمانی پراش های مس بیشتر آشکار می شد که موضع اشعه x در فاصله حداقل 80 از سطح صورت می پذیرفت. این مقدار تا حدی بیشتر از ضخامت پوششی بود که برای EDX , SEM فراهم می شد. شاید به علت میانگین از یک اندازه موضع بزرگ بود. در شکل 6 سختی مقطع برش به صورت تابعی از عمق برای پوششی که از mg130 پودر تشکیل شده و به مدت 30 دقیقه در خلاء ته نشین سازی صورت گرفته را ارائه می داد. دندانه ها به2 در طول دو خط موازی عمود بر سطح پوشش جدا شدند. رفتار عمومی در طول هر دو خط ویژگی های مشابهی را نشان می داد. بالاترین لایه (5-0 ازسطح) مناطقی با سختی بالا را شامل بود(بیش از 1Gpas). با افزایش عمق) (5-50 سختی اندکی تمایل به کاهش یافت، با تغییرات بزرگ به علت ساختار غیر یکنواخت ، مناطق بیشتری با مقدار سختی کوچکتر (Gpas2/-05/) را در بر می گرفت. عمیق تر از 55 از سطح مقدار سختی تقریبا مساوی با هدف مسی اندازه گیری شد.

شکل4.ضخامت پوشش ها (عمق در غلظت مس 60%مشخص شد) به صورت تابعی از زمان عملیات

شکل5.الگوهای سنکروترون در امتداد دو خط عمودی موازی از سح نمونه پوشش داده شده با 130mg از Ti-Zrبرای 30دقیقه. نشانه های ،،وبه ترتیب پیک های Cu،Zr،TiوFe را نشان می دهند.

4. بحث

هنگامی که آسیا کاری آغاز می شد، ساچمه های فولادی مکررا به نمونه هدف مسی ضربه وارد می کردند. سایش و اتصال ذرات پودر آسیا کاری ، هنگامی که تغییر شکل پلاستیک، "kneeding" روی لایه سطحی رخ می داد، اتفاق افتاد. پوشش ها به علت یک سری کمپلکس و رویدادهای هم پوشان توسعه یافتند. فهم جزئیات نیاز به تجسس بیشتر داشت. با این وجود، ممکن بود آن یک مدل ساده پیشنهاد کند که می تواند ترکیبات اصلی پوشش را شرح دهد

شکل6.سختی نمایه در امتداد دو خط موازی روی سطح متقاطع از نمونه ای که با 130mgTi-Zrپوشش داده شده بود برای 30دقیقه.

در آغاز فرآیند، تیتانیوم و زیرکونیم به صورت پودر آزاد وجود دارند. گلوله ها و دیواره های محفظه، شامل هدف مسی جدا از ذرات پوشش هستند. در ابتدا ضربات روی هدف مسی نسبتا ضعیف در سطح زبری و سایش قابل توجهی را نتیجه می دهد. باقیمانده ها هم از سطح فولادی ساخته شده اند. مس ساییده شده و فولاد (اساسا آهن) داخل ذرات تیتانیوم و زیرکونیم مخلوط می شوند و آن جا به سطح گلوله های آسیا کاری و دیواره نمونه می چسبند در چند دقیقه گلوله ها شروع به انتقال برخی مواد به هدف مسی می کنند. هدایت به یک پوشش اولیه با عناصر غیر آلیاژی (شکل های a1 و a2) ضخامت این لایه یک مقدار بزرگی کمتر از اندازه ذرات پودر آغازی است، که مشخص می کند ذرات پودرهای تیتانیوم و زیرکونیم بین سطح ابزار فولادی در زمان های مجزا قبل از این که آن ها به سطح مسی برسند به هم چسبیده بودند. یک ساختار لایه لایه ای خشن، نوعی از مراحل اولیه آلیاژسازی مکانیکی در سیستم های شکل پذیر مشهود است. چون قطعات تیتانیوم و زیرکونیم از مس سخت ترند. آن ها با ضربات گلوله ها داخل هدف در فصل مشترک بین هدف و پوشش برای کمک به سخت شدن فشرده می شوند، بیشتر نتایج آسیا کاری در آمیختن، آلیاژ سازی و آمورفیزیشن است. این تا اندازه ای با تغییر فرم پلاستیک در سطح هدف مسی رخ داد. به طوری که با ریخت شناسی ویژگی های سطح بالایی نشان داده شد که به برش و تا شوندگی اشاره داشت. که تقریبا از مکان اتخاذ شده در فاز پودرها مخلوط شدند. به درستی مواد گرفته شده از سایش در سطح مخلوط شدند، فرآورده ها در فاز پودر برای یک گذشت، سپس دوباره ته نشین شدن روی هدف به صورت ذرات آلیاژی غیر یکسان این مراحل در مقیاس میکرون با افزایش نفوذ نقص ها، آرایش مجدد خوشه ها روی پوسته اتمی تکمیل شده مواد زبر مخلوط شده زیر پالاینده اساسا به صورت رسوبات بی شکل گرفته و ته نشین شدند (شکل 2) اگر مقداری قطعات تیتانیوم و زیرکونیم خالص در پوشش بماند – آن ها نزدیک به فصل مشترک هدف – پوشش هستند (شکل 5) اتصال از عمیق ترین لایه ها گاهی توسط حفره ها خصوصا آماده سازی پوشش با افزایش مقدار پودر جدا شد. این حفره ها با تکرار ضربات گلوله ها کاملا حذف نشدند. ضخامت پوشش با افزایش زمان آسیا کاری ضخیم تر شد. کار سختی و بی شکلی سطح سایش را کاهش داد. پس سطح آزاد پوشش صاف تر از فصل مشترک هدف – پوشش بود. اعتقاد بر این است که سایش ذرات مس و آهن (فولاد) بسیار متفاوت است. شکل پذیری و نرمی مس به آسانی آلیاژهایی با تیتانیوم و زیرکونیم است. در واقع فاز مس fcc در پوشش بعد از 10 دقیقه آسیا کاری یافت نشد. گرچه EDX به وضوح وجود مس به عنوان یک جزء شیمیایی را نشان داد. خرده های فولادی سخت ذرات کوچک bcc که به عنوان یک فاز جدا حتی بعد از مدت زمان آسیا کاری طولانی موجودند را شکل دادند. مقداری آهن ممکن است در فاز آمورف که توانایی تشکیل فاز شیشه ای در سیستم را دارد حل شود. بهترین شکل آلیاژ شیشه ای در سیستم Cu-Ti-Zr شامل حدود 60 درصد مس بود. غلظت مس پوشش در این مطالعه کم بود، در حدود 15 درصد برای نمونه های ساخته شده با mg130 پودر (Ti,Zr) و کمتر از 10 درصد برای پوشش آماده شده با mg350 پودر اگر مقداری آهن هم در شبکه مخلوط شده باشد، غلظت آهن و مس ترکیب شده کمتر از حد ایده آل برای شکل گیری فاز شیشه ای است. بنابراین آمور فیزیشن با آلیاژ سازی مکانیکی می توانند در محلی دور از محل شکل گیری ترکیب ایده آل شیشه ای رخ دهد. بنابراین شکل گیری یک لایه ی بالایی بی شکل لزوما تعجب آور نیست.

به طور قابل توجهی، ضخامت پوشش متناسب با مقدار پودر در دسترس نبود. با افزایش مقدار تیتانیوم و زیرکونیم مخلوط شده از mg130 به mg350 ضخامت فقط 10 درصد افزایش یافته بود. به نظر می آید ضخامت بیشتر با تعادل بین سایش و رسوب در هدف توسط مقدار پودر در دسترس تعیین می شود. در مقادیر کم پودر پوشش داده شده، پوشش ها به طور تعجب آوری ضخیم بودند. اگر همه تیتانیوم و زیرکونیم فرض شده از یک پوسته جامد یکنواخت روی هر سطح داخلی شامل هدف دیواره های فولادی قالب و گلوله ها ضخامت لایه از mg130 پودر بایستی فقط 5/1 می شد. ضخامت حقیقی پوشش 50 سنجیده شد. بنابراین باید بیشتر پودر روی هدف مسی رسوب کند. اگر همه پودر تیتانیوم – زیرکونیم فقط روی هدف مسی توزیع می شد. اجازه لخت شدن سطح فولاد را می داد. ضخامت حدود 40 هست. به علاوه با مقداری تخلخل و باقیمانده های سایش آهن و مس و مقداری از پودر در دسترس می توان میانگین ضخامت را 50 گزارش کرد. افزایش میزان پودر به mg350 یک افزایش متناسب ضخامت را نتیجه نداد. اشاره دارد به این که اگر همه مقدار پودر پوشش بتواند به ضخیم تر شدن پوشش کمک کند، تعادل بین رسوبات و اثر شدیدسایش افزایش قابل توجهی در ضخامت پوشش را نتیجه نداد. پودر باقیمانده ممکن است آزاد باقی بماند یا به سطح فولاد ضمیمه شود. یک ویژگی خاص پوشش ها، میزان 5/2 برابر بیشتر تیتانیوم نسبت به زیرکونیم است، در حالی که ترکیبشان در پودر ابتدایی 50-50 بوده گرچه اختلاف کم بود. تیتانیوم بیشتری نسبت به زیرکونیم روی ورقه پایانی فولاد نیز دیده شد که به این معنی بود که زیر کونیم علاقه داشت در فرم پودر آزاد باشد، تا این که به یک سطح متصل شود، گرچه آسیاکاری در یک اتمسفر آرگون انجام شده بود. اکسایش انتخابی زیرکونیم با مقادیر کمی از اکسیژن باقی مانده ممکن است نقشی در این رفتار اجرا کند.

نتایج :

رسوب دهی مکانیکی مخلوط تیتانیوم – زیرکونیم روی یک هدف مسی بررسی شد. فرآیند با یک ترکیب از رسوب دهی مکانیکی ، سایش، و آمیزش پلاستیکی در سطح تشکیل شد. تا هنگامی که آلیاژ سازی مکانیکی مواد پوشش در بقیه آسیاکاری ادامه می یافت. به عنوان یک نتیجه، یک توسعه پوشش ریز ساختار لایه لایه ای ضخیم نزدیک هدف و ریز ساختار پلاینده

و آمور فیزیشن نزدیک به سطح آزاد را نشان داد. زبری فصل مشترک بین هدف و پوشش پیوندهای قوی هنگامی که سطح آزاد سخت و صیقلی است را تامین می کرد. ضخامت میانگین پوشش حدود 50 بود و آن تنها کمی افزایش یافت زمانی که مقدار پوشش از mg130 به mg350 افزایش یافت. ترکیب پوشش به عنوان تابعی از عمق خیلی کم تغییر کرد؛ حدود 13 درصد مس ماده از سایش هدف و مابقی رسوب مجدد به دست آمد. غلظت های تیتانیوم و زیرکونیم به ترتیب 60 و 20 درصد بود. که نشان دهنده رسوب بیشتر تیتانیوم نسبت به زیرکونیم روی سطح بود.

پوشش دهی یک ورق مسی با پودری مخلوط از Zr-Ti مناسب برای کاهش عملیات مکانیکی در سطح

مطالب مشابه :

نحوه خواندن کد های ميله ای و بارکد

بررسی تولید کاربید (Ti,W)C کامپوزیت با استفاده از فعالسازي Ni-(Ti,W)Cمکانیکی در دماي پایین

پوشش دهی یک ورق مسی با پودری مخلوط از Zr-Ti مناسب برای کاهش عملیات مکانیکی در سطح

روش تهيه و برخي مشخصات رزين پلي ونيل استات

لغات و اصطلاحات تخصصی صنعت فرش ماشینی

کاربردها و موارد استفاده از فلز طلا - Uses of Gold Metal

بررسی رفتار خوردگی داغ پوشش کامپوزیتیYSZ+CeO2 در محیط Na2SO4 + V2O5 دردماي1050 °C