反應火焰噴涂Mo-,2-FeB-,2-金屬陶瓷涂層的組織和性能.pdf

1、反應噴涂是目前制備陶瓷/金屬涂層的一項新技術，它是自蔓延高溫合成與熱噴涂技術相結合而發(fā)展起來的。其最大特點是，涂層中的陶瓷相不是預先加入到噴涂原料中，而是噴涂粉末在飛行過程中經(jīng)歷一系列放熱反應而獲得的。獲得的陶瓷相分布均勻，粒度小，不存在陶瓷/金屬結合界面污染問題，涂層的性能好，并且工序簡單、經(jīng)濟。 本文基于反應噴涂原理，以FeB、Mo、Fe等粉末為原料，采用反應火焰噴涂在鋼表面合成Mo2FeB2金屬陶瓷涂層；以Fe、Al粉末為

2、原料噴涂，形成Fe-Al金屬間化合物作為粘結底層。用掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射儀和硬度計分析了不同熱處理溫度和粘結底層含鋁量不同對涂層顯微組織和界面結構的影響，研究了涂層的形成機制。用粘結拉伸法，測量了粘結底層與鋼基體間的結合強度。比較了三元硼化物基金屬陶瓷涂層試樣和鋼基體的耐磨性，并分析涂層的耐磨機理。用Uddeholm法對三元硼化物基金屬陶瓷涂層試樣和鋼基體進行熱疲勞試驗，分析和對比有涂層試樣和無涂層試樣的表面熱疲勞裂紋形貌，探討

3、涂層的熱疲勞機理。從上述試驗結果得出以下結論： 經(jīng)過反應火焰噴涂后，在鋼基體表面生成三元硼化物基金屬陶瓷涂層，其組織為Mo2FeB2+α-Fe；噴涂所得的粘結底層組織為Fe3Al+FeAl，屬于金屬間化合物，其作用是起到過渡連接實現(xiàn)三元硼化物基金屬陶瓷涂層與鋼基體的滿意結合。 三元硼化物(Mo2FeB2)硬質(zhì)相是在噴涂過程中發(fā)生原位反應形成的，所以其形成與熱處理工藝無關；熱處理有利于粘結底層中的Fe、Al轉(zhuǎn)化為金屬間化合

4、物。 粘結底層與鋼基體間產(chǎn)生冶金結合和擴散結合界面，隨著熱處理溫度升高，結合強度先升后降，在550℃時達到最大，為36MPa。三元硼化物基金屬陶瓷涂層的顯微硬度值達到1400HV0.1，粘結底層的顯微硬度在800HV0.1左右，高于鋼基體表面的顯微硬度。涂層的耐磨性高于高速鋼，是由于表面的Mo2FeB2硬質(zhì)相具有較高的硬度。三元硼化物基金屬陶瓷涂層的抗熱疲勞性能大于鋼基體，是由于涂層中含有Ni、Mo、Cr等合金元素，具有較強的抗