棒材等離子噴涂法制備非晶態(tài)合金的研究.pdf

1、非晶態(tài)合金具有強度、韌性以及耐磨性能優(yōu)于普通晶態(tài)金屬材料，耐蝕性好，磁抗小等優(yōu)點，倍受材料科學和工程技術(shù)人員的關(guān)注，但是非晶態(tài)材料只有在非平衡條件下才能形成，加工難度大,阻礙了非晶態(tài)材料的發(fā)展和應(yīng)用。等離子噴涂方法具有極高的加熱速度和噴射速度，等離子噴涂產(chǎn)生的離子噴焰有較高的溫度梯度，為非晶態(tài)合金的形成提供了一個良好的條件。向興華等人已經(jīng)成功地利用等離子噴涂方法使用非晶態(tài)合金粉末制備出了非晶態(tài)涂層，但直接使用晶態(tài)合金材料利用等離子噴涂方

2、法制備非晶態(tài)合金還沒有報道。針對目前非晶態(tài)研究的實際，本文研究利用棒材等離子噴涂法制備非晶態(tài)合金粉末或涂層。為非晶態(tài)合金的制備及應(yīng)用提出了一種新的方法，為等離子噴涂法制備及應(yīng)用非晶鄉(xiāng)材料提供了理論基礎(chǔ)。 本課題采用GP-80型等離子噴涂設(shè)備，將合金棒材在自制的送棒機構(gòu)中送至等離子噴槍的槍口前，通過等離子焰流將棒材熔化并噴射到旋轉(zhuǎn)的紫銅輥上制備片狀非晶態(tài)合金粉末，噴射到粗化的紫銅和Q235鋼基體上制備多種成分的非晶態(tài)合金涂層，通過

3、實驗優(yōu)選了等離子棒材噴涂的工藝參數(shù)，采用x射線衍射儀、萬能試驗機、顯微硬度計、差熱分析儀等對涂層的組織、結(jié)合強度、顯微硬度、晶化溫度等性能參數(shù)進行了測試研究；對噴涂過程中棒材霧化粒子的加熱加速規(guī)律進行了數(shù)值計算分析。 研究結(jié)果表明：采用棒材等離子噴涂的方法能夠制備出高非晶含量的非晶態(tài)合金涂層和非晶態(tài)合金粉末，顯微硬度達957HV<,25>-1187HV<,25>；涂層與基體的結(jié)合強度達30Mpa左右，涂層與基材結(jié)合機理為冶金結(jié)合

4、與機械結(jié)合相結(jié)合的結(jié)合方式。采用Fe<,79>Si<,10>B<,11>、Fe<,80>P<,13>C<,7>和Fe<,72>Cr<,8>P<,13>C<,7>合金棒材制備的非晶態(tài)合金涂層晶化溫度分別為531℃、433℃、459℃，有較好的熱穩(wěn)定性能；等離子噴涂粒子速度、溫度的實測結(jié)果與計算結(jié)果對比：計算結(jié)果與測量結(jié)果吻合較好，采用流體動力學、氣固兩相流理論及對流傳熱模型來模擬等離子噴涂過程中粒子的溫度、速度是可行的。通過模擬可知：等離