材研動態(tài) | 李文亞教授發(fā)表“冷噴涂+”復合增材制造技術綜述論文

來源： 材料微生活

近日，西北工業(yè)大學材料學院陜西省摩擦焊接工程技術重點實驗室李文亞教授，在焊接領域三大SCI收錄期刊之一、影響因子最高（IF:1.936）的Science and Technology of Welding and Joining上發(fā)表綜述類論文,題目為“‘Cold spray +’ as a new hybrid additive manufacturing technology: a literature review”（DOI:10.1080/13621718.2019.1603851）

冷噴涂屬于固態(tài)快速成形技術，可實現(xiàn)金屬（或金屬基復合材料）涂層（或塊材）高質(zhì)量制備，近幾年也用于固態(tài)增材制造、直接連接有色金屬等。但冷噴涂沉積體的固有特性——塑性差，在部分工業(yè)領域限制了其應用。因此，冷噴涂復合其他加工技術來提高冷噴涂沉積體的強塑性應運而生，冷噴涂技術與其他加工技術的交叉應用，開辟了一個新的方向，拓展了傳統(tǒng)加工制造的內(nèi)涵。

該綜述以李文亞教授團隊研究成果為主線，旨在討論并解決冷噴涂沉積體界面弱冶金結(jié)合以及塑性差的科學問題。由于冷噴涂固有的沉積特性，即每個顆粒經(jīng)過劇烈的塑性變形沉積形成涂層，顆粒界面的結(jié)合，機械結(jié)合占主導地位，存在少量冶金結(jié)合，導致冷噴涂沉積體塑性差。針對這一科學問題，李文亞教授提出了“冷噴涂 +”的概念，即冷噴涂復合后熱處理、激光、噴丸、攪拌摩擦加工、熱軋和熱等靜壓等加工制造技術來增強沉積體界面冶金結(jié)合，改善沉積體的強塑性；同時，冷噴涂涂層作為強化涂層，已用來提高攪拌摩擦焊、釬焊、熔焊接頭的強塑性，同時顯著提升被涂覆基體的疲勞壽命。相關研究成果本課題組目前已經(jīng)發(fā)表SCI論文20余篇。

圖1. 冷噴涂能夠制備的材料種類及氣體溫度

對沉積效率的影響（大部分材料均可調(diào)整到90%以上的沉積效率）

圖2. 冷噴涂直接連接銅-鋁

（接頭強度可達80%鋁母材）

圖3. 攪拌摩擦焊接/加工（FSW/P）增強冷噴涂AA2024/Al2O3金屬基復合材料沉積體強塑性

圖4. 冷噴涂涂層改善攪拌摩擦焊接AA2024接頭強塑性（噴丸效應SPE與熱效應HFE協(xié)同作用，SPE主要貢獻強度提升，HFE主要貢獻塑性提升）

該綜述的亮點主要有：
1  冷噴涂固態(tài)增材制造技術能夠制備金屬材料、復合材料及多層材料等沉積體，還能夠直接連接有色金屬，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熔化焊。
2  冷噴涂復合其他加工制造技術可以提高冷噴涂沉積體的強塑性。
3  冷噴涂復合其他技術加快了冷噴涂技術工業(yè)化的應用。

李文亞，博士，西北工業(yè)大學材料學院教授，陜西省摩擦焊接工程技術重點實驗室主任。1998至2005年在西安交通大學分別獲得學士、碩士和博士學位。2005至2007年在法國貝爾福-蒙貝利亞技術大學博士后。2007至今就職于西北工業(yè)大學材料學院，2011年破格晉升教授。長期致力于摩擦焊接與冷噴涂設備開發(fā)、工藝優(yōu)化、微觀結(jié)構(gòu)和力學性能表征以及過程數(shù)值模擬等研究。已發(fā)表SCI收錄論文220余篇，主要包括Inter Mater Rev、Acta Mater、Corros Sci、J Alloy Compd、Appl Surf Sci、Surf Coat Technol等。獲2008年國家自然科學獎二等獎1項（排4），2017年陜西省科技獎二等獎1項（排1）。目前擔任國際焊接學會壓力焊專委會摩擦焊分會共同主持，SCI期刊J Mater Sci Technol與Sci Technol Weld Join編委。