反應(yīng)火焰噴涂Mo-,2-FeB-,2-金屬陶瓷涂層的組織和性能.pdf

1、反應(yīng)噴涂是目前制備陶瓷/金屬涂層的一項新技術(shù)，它是自蔓延高溫合成與熱噴涂技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的。其最大特點是，涂層中的陶瓷相不是預(yù)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(yīng)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(jié)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(yīng)噴涂原理，以FeB、Mo、Fe等粉末為原料，采用反應(yīng)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(jié)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(jié)底層含鋁量不同對涂層顯微組織和界面結(jié)構(gòu)的影響，研究了涂層的形成機制。用粘結(jié)拉伸法，測量了粘結(jié)底層與鋼基體間的結(jié)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(jié)果得出以下結(jié)論： 經(jīng)過反應(yīng)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(jié)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(jié)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(yīng)形成的，所以其形成與熱處理工藝無關(guān)；熱處理有利于粘結(jié)底層中的Fe、Al轉(zhuǎn)化為金屬間化合

4、物。 粘結(jié)底層與鋼基體間產(chǎn)生冶金結(jié)合和擴散結(jié)合界面，隨著熱處理溫度升高，結(jié)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(jié)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