第29卷第8期焊接学报Vol.29No.82008年8月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONAi^ust2008以蔗糖为前驱体制备反应等离子熔覆高诰铁基复合涂层刘均波，刘爱萍(潍坊学院机电工程学院，山东潍坊261061)摘要：以铁、俗、铸、银粉末和碳的前瓠体(蔗糖)为原料通过碳化制备了反应等离子熔覆FtrCrG呼Ni复合粉末,采用同步送粉反应等离子熔覆设备和优化的反应等离子熔覆工艺,在调质C蕉钢(C<0.35%)基材表面制备了高钻铁基复合涂层。结果表明，采用前瓠体碳化复合技术制备的FeCrG莊Ni复合粉末粒度均匀、无有害相牛■成;熔覆所得到的涂层以(Cr’FeHG/丫共晶为基体，其上分布大量的(Cr,Fe)7C3初生相。涂层与基材界面为完全冶金结合。涂层断面上的平均显微硬度约为1UX)IIV.相同条件下所获涂层的磨损体积大约是常规等离子熔覆Ni60涂层的1/7.关键词：反应等离子熔覆；高钻铁基;前驱体；复合涂层中图分类号:TG174.4文献标识码：A文章编号：0253-360X(2(X)8)()8-()021-()4刘均波收稿日期：2007-12-1()z基轡聽出W喘緞朋眾0喘XElectronicPublistmnd0序言金属陶瓷复合涂层,尤其是碳化物/金属复合涂层在耐磨构件的制造和修复中具有广泛的用途。传统等离子熔覆技术，陶瓷相通常采用外加复合的方式预敷在原材料表而，涂层中陶瓷相分布不均匀，粒度较大,陶瓷/金属结合界而易受污染，大大影响涂层的性能「7o近年來产生了一种制备金属陶瓷的新技术一反应等离子熔覆，它是将原位反应合成技术和传统等离子熔覆技术相结合的一种新型涂层制备技术⑸o不仅节约工序，而且引入到金属基体中的陶瓷相是原位合成，陶瓷/金属结合界而洁净，这将改善涂层的综合性能目询，反应等离子熔覆技术采用简单的机械混粉或团聚粉为熔覆粉末，涂层性能不很理想。主要问题是在高速等离子束流作用卜反应组元容易分离，造成相当一部组元粉末无法完全反应，使涂层成分不均匀，质量不稳定。因此，解决熔覆过程中各组元粉末分离问题成为金属陶瓷复合涂层反应等离子熔覆技术的关键。(Cr,Fe)7C.3金属陶瓷具有硬度高、强耐磨、耐腐蚀性及抗氧化性好等优点，常被用作耐磨或抗氧化涂层的增强相⑴o固溶了大量合金元索的丫奥氏体固溶体具有良好的蜩性、韧性及抗氧化性以(G,Fe)7C3为增强相，以丫固溶体作为基体的复合涂层具有优异的性能。文中以铁、倂、钩、繚粉末和碳的前驱体(蔗糖)为原料通过碳化制备了Fe^CrC-W-Ni复合粉末,采用反应等离子熔覆技术制备了髙倂铁基复合涂层，并对所得涂层成分、组织结构和性能进行了研究分析。1试验方法试验的主要原料为铁、倂、钩、繚粉末(表1)和作为碳的前躯体的蔗糖。碳的询驱体经过加热碳化生成的碳不仅作为碳源，而且起到粘结剂的作用。通过碳化制备FeCrGW-Ni反应等离子熔覆复合粉末的具体工艺过程为：铁、倂、钩、繚粉末球磨f烘Tf铁、倂、钩、鎳粉末与蔗糖混合f碳化-破碎粉末粒径〃Um纯度含量Fe6~999.95()~«)Cr299.525~35W().599.94表1原料粉末成分(质量分数，％)Table1Cherricalcorrpos帀onofrawpowder65299.9ihm碳化生成■Cr•Fe筛分。球磨方式为湿磨，球磨介质为酒精，球磨时间为24h；碳化是在氟气保护热处理炉中550°C卜处理2h°制备的复合粉末粒径为70〜100Pm°熔覆设备是DFRT型反应等离子熔覆机床。基体为调质C级钢，熔覆询对基体进行喷沙处理,使基体表而清洁同时增加表而粗糙度，提高涂层与基体的结合。采用XRD和SE\1等手段分析熔覆粉末和涂层的组织、结构和形貌o涂层的耐磨性能在OPTIMOL公司(徳国)SRV磨损试验机上测量，试验参数如表2所示。表2磨损试验参数Table2Parameterofwearfrettingconcitions对磨副球騎直径载荷频率振幅磨损温度磨损时间mmrn/N//Hzh/mmT「C//minGG15lull1()2()3()1.5252()2结果与分析2.1F^CrCW-N反应等离子熔覆粉末结果与分析图1是制备的Fe-CrC-W-Ni反应等离子熔覆粉末的XRD结杲,可以看到熔覆粉末没有其它杂质,UlJ且在碳化过程中没有形成(Ce,Fe)7C.3o从图中看不到碳化所生成的碳，这主要原因是碳化片所新生成的碳为无定形碳，无定形碳没有统一的晶体结构,所以在XRD图中没有显示。这些新生成的无定形碳活性更强,对熔覆反应更有利°2000180016001400瓮1200£1000解800罰60040...