用热喷涂技术制备铁基非晶涂层

铁基非晶合金具有一系列性能优势：高强度、高硬度；优异的耐磨性；优异的耐腐蚀性等，但由于冷却速度和非晶形成能力的制约，可制备的铁基块体非晶合金尺寸只有数毫米，这极大地限制了其实际应用。

热喷涂技术不但能够迅速升温使材料熔化，还具备快冷凝固的特性，这有利于涂层中形成非晶相。运用先进的热喷涂技术制备的铁基非晶合金涂层，既可以发挥热喷涂技术的优势，又可以实现材料表面改性处理，使材料表面具备某种特殊功效，从而满足材料在多种工程应用中的使用要求。由此形成的铁基非晶合金涂层具有杰出的耐磨性、耐腐蚀、耐高温等特点，显示出重要的应用前景，特别在腐蚀、磨损等严苛工矿环境中能表现出优异的性能，可缩短非计划停机的时间、有效地延长工件的使用寿命、降低设备维护成本。从已有报道看，用热喷涂方法制备铁基非晶涂层已经应用于石油生产标准钻头、加重钻杆、钻挺、采油节箍、海洋平台防腐，锅炉流化床、循环液化床、汽轮机叶片、透频发电机的涡轮叶片，汽缸内壁以及履带等；也被用于废弃轧辊的修复。

制备铁基非晶态合金涂层所使用的热喷涂方法主要有等离子喷涂，超音速火焰喷涂，电弧喷涂等。

一，等离子喷涂

等离子喷涂运用非转移型的等离子弧作为热源，加热喷涂粉末使其达到熔化或半熔化状态，喷涂粒子的飞行速率达到200~450m/s甚至更高，这些特征均有利于非晶的形成。试验表明，采用等离子喷涂技术制备厚约200微米的铁基非晶合金涂层，其耐磨性显著高于基体。另据报道，用等离子喷涂技术，在锅炉管束的受热表面制备铁基非晶涂层，在353K温度下的1mol/LH2SO4溶液中显示出相当好的耐蚀性。

二，超音速火焰喷涂

超音速火焰喷涂技术的喷涂距离可以在比较大的范围内进行变化，涂层质量较好，而且粉末在火焰中的停留时间短，火焰的含氧量少且温度不太高，这些特征能够抑制喷涂材料发生相变、氧化和分解，有利于非晶的形成。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室运用超音速火焰喷涂技术制备出与SAM2X5和SAM1651铁基非晶合金相应成分的铁基非晶涂层，显示出高硬度和优异的耐磨耐蚀性，目前此非晶涂层己成功地应用于舰艇防护、核废料储存。另据报道，采用超音速火焰喷涂技术在Q235基体上制备Fe基非晶合金涂层，可以显著提高材料的耐腐蚀性能。

三，电弧喷涂

以金属为外皮制备电弧喷涂用粉芯丝材，喷涂后可获得含有非晶成分的电弧喷涂层。电弧喷涂时电弧温度可达5000℃，工程造价低，生产效率高，安全性较高。据报道，用电弧喷涂技术在45号钢基体上制备铁基非晶涂层，涂层的耐磨性明显优于基体。另据报道，用超音速电弧喷涂技术在20号钢基材上制备FeCrNiNbBSiMo涂层，显著提高了材料的抗高温氧化性。