Fe-Al-Al2O3機(jī)械合金化及其涂層的耐鋅液熔蝕性能.pdf

1、鋼鐵熱鍍鋅中，沉沒輥與鋅液直接接觸，因而沉沒輥表面受到鋅液的嚴(yán)重熔蝕而過早失效，所以在沉沒輥表面制備耐熔蝕涂層成為提高其壽命的必要途徑。由于Fe-Al金屬間化合物和Al2O3均具有較為優(yōu)異的耐鋅液熔蝕性能，且其復(fù)合涂層的耐磨性能也較好。因此，本研究采用機(jī)械合金化工藝制備Fe-Al合金粉末和原子配比不同的Fe-Al/Al2O3復(fù)合粉末，通過大氣等離子噴涂并結(jié)合后熱處理制備了Fe-Al基金屬間化合物復(fù)合涂層，研究闡明了不同機(jī)械合金化工藝對(duì)合

2、金粉末的影響以及不同原子配比對(duì)合金粉末的影響。研究了不同機(jī)械合金化粉末對(duì)涂層組織結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律；探討了涂層組織結(jié)構(gòu)在熱處理過程中的演變規(guī)律；建立了涂層組織結(jié)構(gòu)與耐鋅液熔蝕性能的關(guān)系；表征了涂層的力學(xué)性能，為沉沒輥耐熔蝕涂層的制備提供了依據(jù)。
　　研究表明，通過機(jī)械合金化工藝可以制備出不同粒徑范圍的Fe-Al合金粉末和Fe-Al/Al2O3復(fù)合粉末。經(jīng)過機(jī)械合金化后形成混合均勻的Fe-Al/Al2O3復(fù)合粉末。隨著氧化鋁體積分?jǐn)?shù)的增

3、加，復(fù)合粉末由扁平型到圓型轉(zhuǎn)變。復(fù)合粉末內(nèi)部富Fe區(qū)和富Al區(qū)呈精細(xì)的層狀結(jié)構(gòu)分布，Al2O3顆粒均勻的分布于層狀結(jié)構(gòu)中。由于噴涂在大氣中進(jìn)行，粉末在噴涂過程發(fā)生了表面氧化。部分粒子內(nèi)部形成了Fe-Al金屬間化合物。在Ar氣氛保護(hù)下，600℃對(duì)涂層進(jìn)行熱處理，熱處理過程中粒子發(fā)生擴(kuò)散，一些未完全熔化的顆粒內(nèi)部原子發(fā)生擴(kuò)散，可以實(shí)現(xiàn)涂層內(nèi)部Fe、Al單質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)镕e-Al金屬間化合物的。
　　涂層的耐鋅液熔蝕性能研究表明涂層的熔蝕厚度

4、隨熔蝕時(shí)間基本呈線性關(guān)系增長(zhǎng)，當(dāng)涂層中鋁含量一定時(shí)，隨著氧化鋁體積分?jǐn)?shù)的增加，涂層的耐鋅液熔蝕性能增加；當(dāng)氧化鋁體積分?jǐn)?shù)一定時(shí)，隨著涂層中鋁含量的增加，涂層的耐鋅液熔蝕性增加。熱處理后的涂層的耐鋅液熔蝕性能優(yōu)于噴涂態(tài)的涂層，研究證明涂層中的氧化膜阻礙了鋅液的熔蝕，熔蝕發(fā)生在氧化膜裸露處，氧化膜的存在增加了鋅液的熔蝕路徑。
　　對(duì)涂層的力學(xué)性能進(jìn)行了表征，結(jié)果表明隨著鋁的含量的增加，涂層的維氏顯微硬度增加。經(jīng)過熱處理后涂層的硬度升高