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

來源： 材料微生活

近日,，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院陜西省摩擦焊接工程技術(shù)重點實驗室李文亞教授,，在焊接領(lǐng)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(shù)，可實現(xiàn)金屬（或金屬基復(fù)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(lǐng)域限制了其應(yīng)用,。因此，冷噴涂復(fù)合其他加工技術(shù)來提高冷噴涂沉積體的強塑性應(yīng)運而生,，冷噴涂技術(shù)與其他加工技術(shù)的交叉應(yīng)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(xué)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(dǎo)地位,，存在少量冶金結(jié)合，導(dǎo)致冷噴涂沉積體塑性差,。針對這一科學(xué)問題,，李文亞教授提出了“冷噴涂 +”的概念，即冷噴涂復(fù)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(shù)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(guān)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(fù)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(yīng)SPE與熱效應(yīng)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(shù)能夠制備金屬材料、復(fù)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(fù)合其他加工制造技術(shù)可以提高冷噴涂沉積體的強塑性,。
3  冷噴涂復(fù)合其他技術(shù)加快了冷噴涂技術(shù)工業(yè)化的應(yīng)用,。

李文亞，博士,，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院教授,，陜西省摩擦焊接工程技術(shù)重點實驗室主任。1998至2005年在西安交通大學(xué)分別獲得學(xué)士,、碩士和博士學(xué)位,。2005至2007年在法國貝爾福-蒙貝利亞技術(shù)大學(xué)博士后。2007至今就職于西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院,，2011年破格晉升教授,。長期致力于摩擦焊接與冷噴涂設(shè)備開發(fā)、工藝優(yōu)化,、微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)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(xué)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(dān)任國際焊接學(xué)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,。