棒材等離子噴涂法制備非晶態(tài)合金的研究.pdf

1、非晶態(tài)合金具有強(qiáng)度、韌性以及耐磨性能優(yōu)于普通晶態(tài)金屬材料，耐蝕性好，磁抗小等優(yōu)點(diǎn)，倍受材料科學(xué)和工程技術(shù)人員的關(guān)注，但是非晶態(tài)材料只有在非平衡條件下才能形成，加工難度大,阻礙了非晶態(tài)材料的發(fā)展和應(yīng)用。等離子噴涂方法具有極高的加熱速度和噴射速度，等離子噴涂產(chǎn)生的離子噴焰有較高的溫度梯度，為非晶態(tài)合金的形成提供了一個(gè)良好的條件。向興華等人已經(jīng)成功地利用等離子噴涂方法使用非晶態(tài)合金粉末制備出了非晶態(tài)涂層，但直接使用晶態(tài)合金材料利用等離子噴涂方

2、法制備非晶態(tài)合金還沒(méi)有報(bào)道。針對(duì)目前非晶態(tài)研究的實(shí)際，本文研究利用棒材等離子噴涂法制備非晶態(tài)合金粉末或涂層。為非晶態(tài)合金的制備及應(yīng)用提出了一種新的方法，為等離子噴涂法制備及應(yīng)用非晶鄉(xiāng)材料提供了理論基礎(chǔ)。 本課題采用GP-80型等離子噴涂設(shè)備，將合金棒材在自制的送棒機(jī)構(gòu)中送至等離子噴槍的槍口前，通過(guò)等離子焰流將棒材熔化并噴射到旋轉(zhuǎn)的紫銅輥上制備片狀非晶態(tài)合金粉末，噴射到粗化的紫銅和Q235鋼基體上制備多種成分的非晶態(tài)合金涂層，通過(guò)

3、實(shí)驗(yàn)優(yōu)選了等離子棒材噴涂的工藝參數(shù)，采用x射線衍射儀、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、顯微硬度計(jì)、差熱分析儀等對(duì)涂層的組織、結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、晶化溫度等性能參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試研究；對(duì)噴涂過(guò)程中棒材霧化粒子的加熱加速規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析。 研究結(jié)果表明：采用棒材等離子噴涂的方法能夠制備出高非晶含量的非晶態(tài)合金涂層和非晶態(tài)合金粉末，顯微硬度達(dá)957HV<,25>-1187HV<,25>；涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)30Mpa左右，涂層與基材結(jié)合機(jī)理為冶金結(jié)合

4、與機(jī)械結(jié)合相結(jié)合的結(jié)合方式。采用Fe<,79>Si<,10>B<,11>、Fe<,80>P<,13>C<,7>和Fe<,72>Cr<,8>P<,13>C<,7>合金棒材制備的非晶態(tài)合金涂層晶化溫度分別為531℃、433℃、459℃，有較好的熱穩(wěn)定性能；等離子噴涂粒子速度、溫度的實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對(duì)比：計(jì)算結(jié)果與測(cè)量結(jié)果吻合較好，采用流體動(dòng)力學(xué)、氣固兩相流理論及對(duì)流傳熱模型來(lái)模擬等離子噴涂過(guò)程中粒子的溫度、速度是可行的。通過(guò)模擬可知：等離