鐵基非晶合金涂層等離子噴涂制備工藝及其性能研究.pdf

1、鐵基非晶態(tài)合金作為一種新型高新技術材料已得到了廣泛的應用,其中商業(yè)中應用最多的是Fe78Si9B13和Fe73.5CU1Nb3Si13.5B9非晶合金帶材。而鐵基非晶合金的快速發(fā)展帶來了生產(chǎn)過程中廢帶材的俱增,如何經(jīng)濟、有效的處理鐵基非晶合金廢帶材的二次利用問題成為企業(yè)急需解決的一大難題。
　　 本文對鐵基非晶合金廢帶材通過退火、球磨、篩分而獲得粒度不同的Fe基非晶、納米晶粉末,利用等離子噴涂工藝在Q235鋼板基體上制備出鐵基非

2、晶涂層。借助金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射等先進的分析儀器對Fe基非晶涂層的微觀組織形貌、相結構進行了分析,同時測試分析了涂層的孔隙率、顯微硬度、結合強度、耐磨損性能,并研究了不同噴涂粉體對涂層非晶化程度、孔隙率、界面結合等的影響。
　　 對通過脆化、球磨制得的Fe基粉末進行XRD分析,結果表明Fe78Si9B13合金粉末為非晶態(tài),而Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金粉末中有部分納米晶顆粒的存在。
　　

3、 制得的鐵基非晶涂層結構均勻、表面平整,XRD分析表明涂層組織主要為非晶相和彌散的αFe(Si)納米晶組成。其中,Fe78Si9B13涂層的非晶化程度要高于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層。
　　 結合涂層孔隙率考慮,在試驗的等離子噴涂工藝中,當電弧電壓60V,電弧電流500A,噴涂距離為100mm時所獲得的涂層最佳,對于Fe78Si9B13合金粉末、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金粉末、混合粉

4、末對應的涂層孔隙率為11.30％、16.07%、14.60%,Fe78Si9B13合金粉末所獲得涂層孔隙率最低。
　　 最佳工藝下,Fe78Si9B13涂層、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層顯微硬度值分別為918.7、727.7、661.7,Fe78Si9B13涂層顯微硬度值最高。涂層結合面處顯微硬度值明顯低于涂層截面正中間,向涂層截面外端(遠離基體端)移動顯微硬度值開始下降,涂層截面顯微硬度值呈現(xiàn)中間大,

5、兩頭小的“山丘狀”。磨料磨損試驗中,Fe79Si9B13涂層的磨損量要低于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層、混合涂層的磨損量。三點彎曲試驗中,在涂層出現(xiàn)斷裂時,Fe78Si9B13涂層、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層所受到的應力分別為6.4KPa、5.8Kpa、6.4Kpa,測試結果說明Fe78Si9B13涂層的結合強度優(yōu)于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9涂層和混合涂層。
　　 綜合研