电弧喷涂非晶纳米晶复合涂层材料研究.pdf

第1卷第2期热喷涂技术Vol.1,No.2
2009年12月ThermalSprayTechnologyDec.,2009

电弧喷涂非晶纳米晶复合涂层材料研究

梁秀兵，白金元，程江波，刘燕，徐滨士

（装甲兵工程学院，装备再制造技术国防科技重点实验室，北京100072）

摘要：FeCrBSiNb非晶纳米晶复合涂层和FeAlNbB金属间化合物非晶纳米晶涂层均由非晶和纳米晶
两相结构组成，涂层结合强度高，摩擦磨损性能等明显优于传统耐磨涂层，在机械金属零件的再制造
修复领域应用前景广阔。
关键词：电弧喷涂；铁基非晶纳米晶复合涂层；再制造
中图分类号：TG174.4文献标识码：A文章编号：1674-7127（2009）02-0023-04

StudyonAmorphousandNanocrystallineCompositeCoatings
preparedbyArcSprayingProcess

LIANGXiu-bing，BAIJin-yuan，CHENGJiang-bo，LIUYan，XUBin-shi
（NationalKeyLaboratoryforRemanufacturing，AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072，China）

Abstract:FeCrBSiNbamorphousandnanocrystallinecoatingandFeAlNbBintermetallicamorphousand
nanocrystallinecoatingweredeveloped，whichbotharecompositestructureofnanocrystallinephasesembedded
inanamorphousmatrix.Theseamorphousandnanocrystallinecoatingspresentperfecthighstrengthbondingand
excellentanti-wearpropertiescomparedwiththeothertraditionalcoatings,whichexhibitswidelyapplications
prospectinthemaintenanceandremanufacturingfields.
Keywords:Arcspraying；Fe-basedamorphousandnanocrystallinecoating；Remanufacture

非晶纳米晶合金新型材料具有一些奇特的性过程中具有极高的冷却速率，容易获得非晶纳米晶
能，例如，高强度、高硬度、高电阻性、高韧性、复合涂层，而且适宜于大面积制备，为非晶纳米晶
良好的耐磨性和耐蚀性等，而且具有优良的磁学性复合涂层材料的广泛应用提供了技术基础[2]。本文
能和超导电性[1]。在机械、电子、航空、航海和通介绍采用自动化高速电弧喷涂技术制备用于机械
讯等各个行业都具有广阔的应用前景。但是，由于零件再制造的两类高性能、低成本的铁基非晶纳米
制备工艺的限制，至今非晶纳米晶合金在实际中仍晶复合涂层材料。
还没有得到大范围推广应用，其性能优势远未能够
1FeCrBSiNb非晶纳米晶复合涂层
充分发挥出来。目前，利用先进的热喷涂技术是对
非晶纳米晶合金制备技术的新开拓，非晶纳米晶复图1为FeCrBSiNb非晶纳米晶涂层的XRD曲
合涂层技术发展迅速。电弧喷涂技术具有优质、高线图谱。图谱中在2θ≈45（°）处出现了一个漫散
效、低成本等特点，近年来在材料制备与成形一体射峰，是典型的非晶态结构的XRD图谱，说明在
化方面发挥着重要的作用。电弧喷涂具有非平衡的电弧喷涂过程中已经形成了非晶相。通过Verdon方
熔化加热快速凝固特点，熔融的喷涂粒子在扁平化

基金项目：国家“863”计划项目（2009AA03Z342）；国防科技重点实验室基金资助项目（914OC85020508OC85）
作者简介：梁秀兵（1974-），男，山东烟台人，博士，副研究员.Email：[e-mail]

•24•热喷涂技术1卷

法[3]对XRD图谱进行Pseudo-Voigt函数拟合，宽峰显微硬度沿深度方向分布。可以看出涂层的硬度在
为涂层内部非晶母相，尖锐峰为涂层中析出晶体900HV0.1～1050HV0.1范围内变化。由于涂层中
峰，通过拟合的数据计算得到涂层中非晶相的含量均匀分布着α-Fe（Cr）相纳米晶粒，这些纳米晶粒
为63.2％（体积分数）。在X射线图谱中还存在强起到弥散强化和阻滞裂纹扩散的作用，而且涂层中
度不高的晶化峰，说明涂层在沉积过程中形成了少含有的非晶相，本身就具有较高的硬度和优异耐腐
量的晶