316L钢表面超音速火焰喷涂Fe基粉末涂层显微结构及摩擦性能分析

张志辉，李 明

郑州腾飞建设工程集团有限公司, 郑州 450047

Fe基粉末属于一种无序组织结构，不会形成晶界或位错等存在于晶态组织中的缺陷，可以获得优异的力学性能与良好的化学稳定性[1‒2]。相对于其它各类金属粉末，铁基粉末同时具备高硬度、良好耐磨性以及低成本等优异综合性能，这使其成为一项应用潜力巨大的工程材料[3‒4]。在高压设备、称重结构与高强度建筑材料领域都获得了广泛使用。但因为受到冷却速率的限制，采用Fe基粉末制备得到块体结构密实性不够好，明显制约了大规模工业化应用[5‒6]。近些年来，已有许多科研工作者采用热喷涂工艺制得了Fe基涂层，并将其推广到了大尺寸工件加工领域[7‒8]。

Koga等[9]对大尺寸非晶材料的显微硬度、热力学特性、耐磨性、塑韧性等方面进行了研究，结果表明可以通过改善Fe基粉末的塑韧性来获得更优的耐磨性。根据相关文献报道可知，采用液氮循环技术处理Fe基粉末可以使其获得更强的塑韧性，同时几乎不会对显微硬度造成影响[10]。以上研究结果表明，可以利用提高Fe基粉末塑韧性的方式来改善耐磨性。现阶段，基本都是通过调整喷涂工艺的方法来制备耐磨性更优的非晶涂层，不过以上方法都不能实现对非晶涂层本质塑性的调整，从而限制了该涂层的耐磨性提升[11‒13]。高涵等[14]对涂层制备技术进行优化处理，制得了具有致密组织结构的Fe基非晶合金涂层，通过测试发现该涂层具备优异的耐磨性。……