陳光+++王毅+++張益民+++劉小東

摘 要：文章以150-400目Fe450和15-45μm的WC-10Co-Cr4為熱噴涂粉末，采用大氣等離子噴涂技術(shù)，分別以兩種不同的工藝參數(shù)制備復(fù)合涂層，分別編號(hào)為Fe1、Fe2、WC1、WC2。借助掃描電子顯微鏡，分析了四種涂層的顯微形貌，并且對(duì)四種涂層的耐腐蝕性能進(jìn)行了對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明，WC2涂層的耐腐蝕性能最高，WC1涂層的耐腐蝕性能最低，耐腐蝕性能從高到低順序?yàn)閃C2>Fe1>Fe2>WC1。

關(guān)鍵詞：大氣等離子噴涂；WC-10Co-Cr4；耐腐蝕性能

1 概述

隨著科技和工業(yè)的不斷發(fā)展，金屬工具被廣泛使用，隨之出現(xiàn)的金屬腐蝕問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)材料性能的要求也越來(lái)越高，腐蝕是指材料和各種不同的環(huán)境間發(fā)生的化學(xué)、電化學(xué)和物理作用而導(dǎo)致材料功能受到損傷的現(xiàn)象。特別是在工業(yè)革命以后，隨著現(xiàn)代航空、海洋技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)金屬腐蝕和防護(hù)的要求比以往時(shí)期都備受重視[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年由于腐蝕而不可修復(fù)使用的設(shè)備和金屬材料相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的25%，而且金屬材料是一種不可再生資源，對(duì)解決金屬腐蝕問(wèn)題已刻不容緩[2]。

2 實(shí)驗(yàn)材料和方法

試驗(yàn)基體材料使用的Q235鋼，試樣尺寸為90mm×40mm×4mm，文章先整體噴涂制備涂層，然后再用線切割制備成20mm×20mm×4mm的板樣用于金相觀察、硬度測(cè)試和耐腐蝕實(shí)驗(yàn)。噴涂材料粉末WC-Co10Cr4由成都大光熱噴涂材料有限公司提供，其噴涂參數(shù)如表1。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 涂層組織分析

圖1、圖2分別為WC-10Co4Cr和Fe450兩種粉末在兩種不同噴涂工藝參數(shù)下制備的涂層在顯微鏡下放大200倍的顯微組織圖像。從圖1中WC1和WC2的形貌圖可以看出，WC-10Co4Cr粉末在兩組噴涂工藝參數(shù)下制備的涂層都有較多的孔隙，而且WC1孔隙明顯多于WC2涂層孔隙，這可能是由于WC1噴涂電流（650A）小于WC2噴涂電流（700A），導(dǎo)致WC1涂層粉末熔化率低于WC2熔化率，粉末熔化不充分，撞擊基體時(shí)會(huì)形成密閉空間，導(dǎo)致粉末噴涂過(guò)程中所攜帶的氣體不能及時(shí)溢出。WC1和WC2涂層中都沒(méi)有大的孔洞出現(xiàn)。從圖2Fe1和Fe2的形貌圖中可以看出，F(xiàn)e450粉末在兩種噴涂工藝參數(shù)下制備的涂層有明顯的層狀結(jié)構(gòu)，涂層孔隙都較少，F(xiàn)e2涂層孔隙稍多于Fe1涂層孔隙，兩種涂層中均有少量大的孔洞出現(xiàn)，顯微形貌圖無(wú)明顯差別，由此可知，改變電流噴涂參數(shù)對(duì)Fe450復(fù)合涂層的組織沒(méi)有明顯的影響。

3.2 涂層的耐腐蝕性能分析

圖3為Fe1、Fe2、WC1、WC2涂層在3.5%的NaCl溶液中腐蝕的動(dòng)電位極化曲線，從圖中可以看出，四種涂層的動(dòng)電位極化曲線的走勢(shì)基本一樣，電流密度都是先下降，經(jīng)過(guò)一段平緩電流密度的變化，然后迅速上升。WC-Co10Cr4涂層在陽(yáng)極的電流密度變化無(wú)明顯減緩，由此可以WC-Co10Cr4粘結(jié)相Co基本無(wú)陽(yáng)極鈍化行為發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）涂層顯微分析表明，F(xiàn)e450粉末所制備的兩種涂層內(nèi)部致密均勻，F(xiàn)e2涂層有少量孔洞，WC-10Co4Cr粉末所制備的兩種涂層都非常致密均勻，涂層無(wú)明顯分層，沒(méi)有大的孔隙和孔洞，粒子熔化狀態(tài)很好，涂層和基體結(jié)合緊密，結(jié)合處沒(méi)有裂紋，粗糙度小。（2）電化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，四種涂層都沒(méi)有出現(xiàn)陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象，自腐蝕電流沒(méi)有明顯的減緩現(xiàn)象，WC2涂層的自腐蝕電位最高，為-0.893V，WC1涂層的自腐蝕電位最低，為-0.911V，F(xiàn)e1的自腐蝕電位為-0.896V，F(xiàn)e2的自腐蝕電位為-0.910V，耐腐蝕性能從強(qiáng)到弱依次為WC2>Fe1>Fe2>WC1。