热喷涂耐磨涂层技术的研究现状简介(二)

点击数：879发布时间：2017-04-06 08:44:16　

3、金属陶瓷涂层的研究现状

金属与陶瓷材料各有其独特的优异性能和明显的性能弱点，如何把金属与陶瓷材料各自的优势性能结合起来，一直是材料科学与工程界研究的方向。金属陶瓷复合涂层技术，即在塑性的基体上均匀地分布着颗粒形状、尺寸大小适当的陶瓷相，成功地实现金属和陶瓷的优势结合，制备既有金属强度和韧性，又有陶瓷耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点的复合材料，大大拓宽了金属材料和陶瓷材料各自的应用范围，在航空、航天、化工、机械、电力等工业领域得到成功应用。在工业上应用最广的金属陶瓷涂层主要有：Cr3C2-NiCr、WC-Co。大多采用HVOF、等离子及爆炸喷涂工艺。Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层由难熔碳化铬硬质相与韧性良好的镍铬合金相组成，具有较高的高温硬度、优异的高温耐磨性、耐蚀性、抗氧化性及较高的结合强度，广泛应用于高温(530～9000℃)磨粒磨损、腐蚀磨损和冲蚀磨损工况下工作的零件，如连续退火线的炉辊、轧钢厂连续生产线上的芯辊、气缸活塞环、缸衬等。TiB2基金属陶瓷涂层具有高熔点、高硬度、良好的电和磁性能以及高抗腐蚀性，是一种潜在的替代Cr3C2用于高温、耐磨的金属陶瓷。比A12O3、Cr3C2NiCr、WC-Co具有更高的耐磨性能。WC基金属陶瓷涂层常用于450℃以下的磨粒磨损和冲蚀磨损工况。徐向阳研究了等离子喷涂WC/18Co涂层的微动磨损机理。结果表明，涂层的微动磨损开始阶段以粘着磨损为主，涂层硬度高，抗粘着能力强，磨损轻微；稳定阶段以疲劳脱层和脆性开裂剥落为主，涂层脆性大，喷涂粒子间结合强度低，容易磨损。喷涂层内部的氧化物夹杂是造成涂层抗微动磨损能力不足的主要原因。

4非晶态涂层的研究现状

非晶态是一种长程无序，短程有序的材料。非晶态材料的物理、化学性能常相应的晶态材料更优异，具有高强度、高韧性、高硬度、高抗蚀性能、软磁特性等，是一类很有发展前途的新型金属材料。热喷涂非晶态合金涂层是近年来材料科学中广泛研究的一个新领域，热喷涂技术作为大面积非晶涂层制备方法之一已开始引起广泛关注，常用的方法有等离子喷涂、HVOF和爆炸喷涂。向兴华等采用等离子喷涂工艺制备Fe基非晶合金涂层(含Si，B，Cr，Ni等)，涂层各区域的组织均匀一致，涂层致密度高，孔隙率低，氧化物含量较少，并具有很高的硬度，显微硬度在530～790HV0.1范围内，涂层与基材结合良好。Jin等研究了爆炸喷涂Fe-Cr-B系合金涂层的微观组织和耐磨性。结果表明，涂层具有很好的抗磨损和防腐性能，涂层在滑动磨损过程中动态产生非晶态表面膜,使涂层的耐磨性显著提高，同时磨擦系数显著下降。综上所述，采用HVOF、等离子喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂等方法喷涂金属、陶瓷、金属陶瓷和非晶态等耐磨涂层，可以有效地提高基体材料的耐磨性。深入研究热喷涂层的磨损机理及涂层组织结构对磨损特性的影响，为改善涂层组织、优化喷涂工艺以及开发新型耐磨涂层提供理论依据。