鐵基非晶合金涂層等離子噴涂制備工藝及其性能研究.pdf

1、鐵基非晶態(tài)合金作為一種新型高新技術(shù)材料已得到了廣泛的應(yīng)用,其中商業(yè)中應(yīng)用最多的是Fe78Si9B13和Fe73.5CU1Nb3Si13.5B9非晶合金帶材。而鐵基非晶合金的快速發(fā)展帶來(lái)了生產(chǎn)過(guò)程中廢帶材的俱增,如何經(jīng)濟(jì)、有效的處理鐵基非晶合金廢帶材的二次利用問(wèn)題成為企業(yè)急需解決的一大難題。
　　 本文對(duì)鐵基非晶合金廢帶材通過(guò)退火、球磨、篩分而獲得粒度不同的Fe基非晶、納米晶粉末,利用等離子噴涂工藝在Q235鋼板基體上制備出鐵基非

2、晶涂層。借助金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射等先進(jìn)的分析儀器對(duì)Fe基非晶涂層的微觀組織形貌、相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,同時(shí)測(cè)試分析了涂層的孔隙率、顯微硬度、結(jié)合強(qiáng)度、耐磨損性能,并研究了不同噴涂粉體對(duì)涂層非晶化程度、孔隙率、界面結(jié)合等的影響。
　　 對(duì)通過(guò)脆化、球磨制得的Fe基粉末進(jìn)行XRD分析,結(jié)果表明Fe78Si9B13合金粉末為非晶態(tài),而Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金粉末中有部分納米晶顆粒的存在。
　　

3、 制得的鐵基非晶涂層結(jié)構(gòu)均勻、表面平整,XRD分析表明涂層組織主要為非晶相和彌散的αFe(Si)納米晶組成。其中,Fe78Si9B13涂層的非晶化程度要高于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層。
　　 結(jié)合涂層孔隙率考慮,在試驗(yàn)的等離子噴涂工藝中,當(dāng)電弧電壓60V,電弧電流500A,噴涂距離為100mm時(shí)所獲得的涂層最佳,對(duì)于Fe78Si9B13合金粉末、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金粉末、混合粉

4、末對(duì)應(yīng)的涂層孔隙率為11.30％、16.07%、14.60%,Fe78Si9B13合金粉末所獲得涂層孔隙率最低。
　　 最佳工藝下,Fe78Si9B13涂層、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層顯微硬度值分別為918.7、727.7、661.7,Fe78Si9B13涂層顯微硬度值最高。涂層結(jié)合面處顯微硬度值明顯低于涂層截面正中間,向涂層截面外端(遠(yuǎn)離基體端)移動(dòng)顯微硬度值開(kāi)始下降,涂層截面顯微硬度值呈現(xiàn)中間大,

5、兩頭小的“山丘狀”。磨料磨損試驗(yàn)中,Fe79Si9B13涂層的磨損量要低于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層、混合涂層的磨損量。三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中,在涂層出現(xiàn)斷裂時(shí),Fe78Si9B13涂層、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層所受到的應(yīng)力分別為6.4KPa、5.8Kpa、6.4Kpa,測(cè)試結(jié)果說(shuō)明Fe78Si9B13涂層的結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層。
　　 綜合研