鐵基非晶合金涂層的等離子噴涂工藝及其組織性能研究.pdf

1、本文采用等離子噴涂技術(shù)，制備了含F(xiàn)e、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂層。利用顯微硬度計(jì)、金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、電化學(xué)工作站、差示掃描量熱儀、磨損試驗(yàn)機(jī)等分析測(cè)試設(shè)備對(duì)涂層的組織結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了研究。 以涂層的孔隙率和顯微硬度為指標(biāo)，研究了噴涂工藝參數(shù)對(duì)涂層性能的影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，獲得最優(yōu)工藝參數(shù)為：噴涂電流為550A，主氣流量為40L/min，噴涂電壓為60V，噴涂距離為1

2、00mm，對(duì)應(yīng)的涂層孔隙率和顯微硬度分別為0.89％和831.9 HV0.1，獲得了具有極高非晶化程度的合金涂層，此時(shí)涂層的組織結(jié)構(gòu)均勻，由變形扁平粒子、熔化的顆粒和未熔化的顆粒以及孔隙、裂紋等缺陷組成的波浪狀多層組織，涂層與基體之間以機(jī)械結(jié)合為主。 非晶合金涂層的晶化溫度區(qū)間為552℃～620℃，涂層在550℃以下進(jìn)行熱處理未發(fā)生晶化轉(zhuǎn)變，在550℃～800℃熱處理時(shí)，涂層逐漸晶化，首先析出α-Fe，然后析出Ni3P、Cr1.

3、2Ni0.8P和α-Fe，至800℃時(shí)完全晶化為FeNi2P、Fe3B0.8P0.18和Fe-Ni固溶體，晶粒長大。涂層截面顯微硬度在不同熱處理?xiàng)l件下的統(tǒng)計(jì)分析表明，涂層顯微硬度呈正態(tài)和對(duì)數(shù)正態(tài)分布，在500℃以下熱處理時(shí)，涂層的硬度值隨保溫時(shí)間的延長和溫度的升高而呈上升趨勢(shì)。涂層在500℃保溫2h后的硬度最大達(dá)879HV0.1。 Fe基非晶合金涂層在1mol/L的H2SO4、10％NaOH和3.5％NaCl溶液中都經(jīng)歷了活性

4、溶解-鈍化-過鈍化的過程，涂層在三種腐蝕介質(zhì)中的腐蝕電流密度icorr和鈍化電流密度密度ip均低于不銹鋼，涂層經(jīng)拋光后的腐蝕速度大大降低。涂層在NaOH中的耐腐蝕性能最強(qiáng)，其次為NaCl，在HCl中的耐腐蝕性能最差。熱處理對(duì)涂層的耐腐蝕性能影響不大。涂層顯微硬度隨壓入載荷的增加而降低，存在壓痕尺寸效應(yīng)，涂層斷裂韌度KIC的平均值為2.9487 MPa·m1/2，優(yōu)于鐵基塊體非晶；非晶合金涂層的耐磨損性能較好。 基于以上分析表明，