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铁基非晶涂层研究进展

,李慧,梁精龙,邓孝纯(华北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063210)

本文主要综述了铁基非晶涂层的制备工艺及其研究进展,包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂和激光熔覆三种方法。文章详细介绍了每种方法的工艺条件、优缺点,并指出未来的发展方向。还介绍了铁基非晶涂层的性能和应用。

关键词:铁基非晶涂层;制备工艺;研究进展

一、引言

铁基非晶涂层因其良好的力学和磁学性能,如高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀和软磁性能,而被广泛应用于航空航天、电子化工、传感器等工业领域。铁基非晶合金的制备工艺和室温下的固有脆性限制了其在实际生产中的应用。铁基非晶涂层的研究具有重要意义。

二、铁基非晶涂层的制备工艺

1. 等离子喷涂

等离子喷涂是一种通过热源(等离子弧)将喷涂材料迅速加热到熔融或半熔融状态,然后借助高速飞行的喷涂粒子撞击较冷的基体表面,使其扁平化凝固,从而获得高性能的非晶涂层。米鹏博等采用等离子喷涂技术在45钢表面制得孔隙率低、稳定性良好的铁基非晶涂层。

2. 超音速火焰喷涂

超音速火焰喷涂技术通过高压燃气与高压氧气混合燃烧释放的热量,产生超音速焰流,将材料喷涂至基体表面形成涂层。Y. Peng等采用超音速火焰喷涂技术将高压氩气雾化的Fe48Mo14Cr15Y2C15B6非晶粉末制成无定形涂层。

3. 激光熔覆

激光熔覆技术是指在构件表面添加熔覆材料,利用高能激光束使基体表面和熔覆材料同时熔化后快速凝固,形成具有一定性能的涂层。G. K. Huang等为了在45钢上激光熔覆耐蚀性铁基非晶合金涂层,采用特定的激光功率和扫描速率进行激光熔覆。

三、铁基非晶涂层的性能及应用

铁基非晶涂层具有优异的力学和磁学性能,如高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀和软磁性能。其成本较低,被广泛应用于航空航天、电子化工、传感器等工业领域。米鹏博等发现,涂层的摩擦因数和显微硬度可以随着功率的增大而增大。G. K. Huang等制得的铁基非晶涂层附着力好,无裂纹,具有优良的耐腐蚀性能。激光熔覆工艺的激光束能量密度高,便于涂层与基体形成良好的冶金结合,有效提高基体材料的性能。超音速火焰喷涂技术工艺简单,喷涂速率快,减少了粉末在空气中的氧化,涂层的结构致密。这些制备方法都有各自的优点和缺点,需要根据具体的应用场景选择合适的制备方法。关于激光工艺参数影响涂层和性能的机理尚不明确,需要进一步研究。四、结论与展望目前,国内外学者已经对铁基非晶涂层的制备方法进行了较为深入的研究。热喷涂工艺存在孔隙缺陷、结构表面应力不均的状况,激光熔覆工艺参数影响涂层和性能的机理尚不明确。未来的研究方向包括改进传统的制备工艺、降低生产成本、扩大铁基非晶涂层在实际工程中的应用等。还需要进一步研究铁基非晶涂层的性能优化和机理研究,以推动其在更多领域的应用和发展。参考文献[略]