高耐蝕Fe基非晶涂層的制備及耐磨防滑性能研究.pdf

1、海上服役船舶的甲板、海上平臺(tái)面臨著海水腐蝕，陽光曝曬，沖擊磨損，表面濕滑等苛刻工作環(huán)境。為了克服這些不利條件，人們采用有機(jī)涂層和金屬陶瓷涂層來達(dá)到防腐蝕、耐磨損以及防滑的作用，但是效果都不令人滿意。Fe基非晶合金有很強(qiáng)的非晶形成能力，在保持很高的強(qiáng)度、硬度、耐磨耐蝕性的同時(shí)又兼具成本優(yōu)勢(shì)，而且熱噴涂制各的Fe基非晶涂層厚度可控、組織均勻、結(jié)合力好。同時(shí)具有塊體非晶的優(yōu)點(diǎn)使其在這一領(lǐng)域具有極大應(yīng)用前景。
　　本文選用了具有良好玻璃形

2、成能力的Fe49Cr17.8Mo7.2Mn1.8W1.6B15.4C4.6Si2.5合金，利用兩種超音速火焰噴涂技術(shù)HVOF和HVAF成功制備出高性能的鐵基非晶涂層，詳細(xì)研究了涂層微觀結(jié)構(gòu)對(duì)晶化及氧化行為的影響，評(píng)價(jià)了涂層的硬度和耐海水腐蝕性能。同時(shí)研究干態(tài)下影響涂層耐磨防滑性能的因素，并評(píng)估涂層在海水及油潤(rùn)滑條件下耐磨防滑性能。主要結(jié)論如下:
　　(1)HVOF和HVAF兩種超音速火焰噴涂方法均可以制備出組織均勻、低孔隙率、低含

3、氧量的非晶合金涂層。兩種工藝制備的涂層非晶含量很高，較之粉末有很大提升，二者的表面粗糙度基本一致。
　　(2)HVOF和HVAF制備的涂層具有高的顯微硬度，都在1080 HV左右，遠(yuǎn)高于基體304不銹鋼。兩種工藝制備的涂層在3.5 wt.％ NaCl溶液中具有較好的耐腐蝕性能，鈍化區(qū)間較寬，點(diǎn)蝕電位較高，呈現(xiàn)了良好的局部耐點(diǎn)蝕能力，但鈍化電流密度高于同成分的非晶條帶。
　　(3)在干滑動(dòng)摩擦條件下，和GCr15配副時(shí)，HVO

4、F和HVAF制備的Fe基非晶涂層呈現(xiàn)較高的摩擦系數(shù)和良好的耐磨性，磨損體積只有基體304不銹鋼的1/6左右，隨著載荷的增加，摩擦系數(shù)逐漸減小，磨損體積增加，磨損速率下降，粘著的傾向也逐漸增加;HVOF涂層與GCr15配副時(shí)，主導(dǎo)磨損機(jī)制為粘著磨損;與氧化鋁配副時(shí)主要磨損機(jī)制為疲勞磨損，并伴有一定的氧化磨損。
　　(4)在人造海水的條件下，HVOF涂層分別與GCr15和氧化鋁配副時(shí)，整體的磨損體積基本為干態(tài)的1/3左右;在油潤(rùn)滑條件