Приготовление и оптимизация эксплуатационных характеристик покрытия из исходного алюминиевого шлака методом плазменного напыления

Исходный алюминиевый шлак (OAA) как промышленный твердый отход вызывает значительное загрязнение воздуха и почвы, и его повторное использование представляет собой сложную задачу. Предложен метод получения порошка для плазменного напыления на основе OAA. OAA подвергали гидролизу и шариконаполнению, текучесть полученного порошка для напыления из исходного алюминиевого шлака (OAASP) оценивали по углу естественного откоса. Свойства покрытия оценивали путём анализа микроструктуры и фазового состава, а влияние параметров плазменного напыления на свойства покрытия исследовали методом ортогонального эксперимента для оптимизации параметров напыления. Результаты показывают, что после гранулирования угол естественного откоса OAASP был менее 40°, что соответствует требованиям плазменного напыления. При оптимальных условиях (ток напыления 600 A, напряжение 60 V, основной расход газа 33 slpm, подача порошка 22 g/min) полученное покрытие из исходного алюминиевого шлака (OAAC) продемонстрировало отличные комплексные свойства. После оптимизации параметры покрытия были следующими: микро-твёрдость 606.54 HV (примерно вдвое выше твёрдости основы); скорость износа 12.86 × 10−3 g/min; пористость 0.16%; прочность сцепления 16 MPa. Добавление 50% Al2O3 увеличивало твёрдость покрытия на 17.61%.