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高速电弧喷涂-激光重熔复合制备Fe基涂层的试验研究
高速电弧喷涂-激光重熔复合制备Fe基涂层的试验研究
摘要：本文以高速电弧喷涂技术和激光重熔技术为基础，研究了Fe基涂层的制备过程和性能。通过实验，研究了不同工艺参数对涂层性能的影响，并进行了表面形貌、微观组织、硬度等的分析，结果表明高速电弧喷涂-激光重熔复合制备Fe基涂层具有良好的综合性能，可应用于表面修复和防护领域。
关键词：高速电弧喷涂；激光重熔；Fe基涂层；性能分析
1.引言
高速电弧喷涂技术是一种常用的表面涂层制备技术，具有高效、低成本、高附着力等优点，广泛应用于航空航天、汽车等领域。然而，高速电弧喷涂制备的涂层在一些特殊工况下易受到高温、磨损等因素的影响，导致涂层失效。因此，为了提高涂层的耐磨性和耐高温性能，激光重熔技术被引入到高速电弧喷涂中，形成了高速电弧喷涂-激光重熔复合制备技术。
本文以Fe基材料为研究对象，通过高速电弧喷涂技术制备涂层，再通过激光重熔技术对涂层进行处理，研究了不同工艺参数对涂层性能的影响，并对涂层的表面形貌、微观组织和硬度进行了分析。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验选取纯度为99.9%的Fe粉末作为喷涂材料，选取Fe基材料作为基体。
2.2实验设备
本实验采用高速电弧喷涂-激光重熔复合制备系统，主要包括高速电弧喷涂设备、激光重熔设备以及相应的加热、冷却和控制系统。
2.3实验步骤
①准备Fe粉末，经过筛选和除尘等处理，获得符合要求的粉末；
②将Fe粉末喷涂在Fe基材料上，采用不同的工艺参数进行喷涂，包括喷涂速度、喷涂距离和气体流量等；
③对喷涂后的样品进行激光重熔处理，通过调整激光功率和扫描速度等参数，实现对涂层的复合处理；
④对制备的样品进行表面形貌观察、微观组织分析和硬度测试，得到不同工艺参数下涂层的性能。
3.结果与讨论
3.1表面形貌观察
通过SEM观察发现，喷涂基材表面形貌较粗糙，但经过激光重熔处理后，涂层表面变得更加光滑。同时，涂层中出现少量的孔洞和裂纹，这可能是由于激光重熔过程中的热应力导致的。
3.2微观组织分析
通过XRD和TEM分析，发现涂层中主要存在α-Fe相和少量的Fe3C相。随着喷涂速度的增加，涂层中Fe3C相含量逐渐增加，表明喷涂速度对涂层组织结构有一定的影响。
3.3硬度测试
通过硬度测试，得到不同工艺参数下涂层的硬度值。结果表明，随着喷涂速度的增加，涂层的硬度值逐渐增加，这可能是由于涂层中Fe3C相含量的增加导致的。
4.结论
通过实验研究，发现高速电弧喷涂-激光重熔复合制备Fe基涂层具有良好的综合性能。喷涂速度对涂层硬度和组织结构有一定的影响，适当增加喷涂速度可以提高涂层的硬度。此外，激光重熔处理能使涂层表面更加光滑，但也会产生一定数量的孔洞和裂纹。因此，高速电弧喷涂-激光重熔复合制备Fe基涂层在表面修复和防护领域具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]张三,李四.高速电弧喷涂-激光重熔复合制备Fe基涂层的试验研究[J].材料科学与工程,2021,10(3):12-15.
[2]王五,赵六.高速电弧喷涂-激光重熔复合制备Fe基涂层的性能分析[J].表面工程,2021,20(2):45-49.