低碳钢表面火焰喷涂复合涂层的耐腐蚀性能研究
三种FeAlSiC复合涂层的冲蚀性能研究
2012年1月内蒙古科技与经济Januar y2012 第2期总第252期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.2T o tal N o.252三种F e-Al/SiC复合涂层的冲蚀性能研究X孙志娟(内蒙古机电职业技术学院,内蒙古呼和浩特 010070) 摘 要:本文采用20钢为基体,依据SiC添加量的不同,利用高速火焰喷涂技术制备出Fe-25Al/ 7SiC、F e-25Al/11SiC、Fe-25Al/15SiC三种铁铝金属间化合物复合涂层,比较研究了涂层的抗冲蚀磨损行为。
利用扫描电镜分析涂层冲蚀后的表面形貌。
结果表明:Fe-Al/SiC复合涂层具有较好的抗冲蚀磨损性能,对基体可以进行有效的防护。
其中,F e-25Al/11SiC复合涂层的抗冲蚀磨损性能最优;在90°攻角冲蚀的情况下,涂层的冲蚀失重随着温度的升高而减少;增强相SiC和CeO2的添加有效地提高了涂层的抗冲蚀性能。
关键词:高速火焰喷涂;F e-Al/SiC复合涂层;冲蚀磨损 中图分类号:T G174.4 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)02—0071—02 铁铝金属间化合物不包含Ni,Cr等战略性合金元素,抗氧化和抗硫化性能好,多种介质中的抗腐蚀性好、密度低、原料成本低,是一种理想的高温结构材料[1]。
然而,Fe-Al基合金的室温低塑性和低断裂抗力严重限制了它在工程上的推广使用。
大量的研究发现,在F e-Al基合金中加入连续(如长纤维)或非连续的增强相(如短纤维、晶须及颗粒等),通过调节合金内部的应力分布、阻止裂纹扩展和充分发挥增强相的作用,能使其具有更好的综合性能[2]。
用SiC纤维、晶须、颗粒作为增强相,提高F e-Al基合金的各项性能还是很新的一个方向。
1 试验材料与方法1.1 试验材料选择20钢作为基体材料。
三种Fe-Al/SiC复合涂层的具体成分配比见表1。
重熔处理对火焰喷涂Ni55A合金涂层组织和性能的影响
采用火焰喷涂技术在316L不锈钢表面制备Ni55A合金涂层，对涂层分别进行火焰重熔和真空重熔处理，分析了重熔处理对涂层微观形貌、硬度分布和孔隙率的影响。
结果表明：火焰重熔和真空重熔可将火焰喷涂涂层的孔隙率从 4.2%分别降低到0.34%和0.86%，并将基体与涂层界面处的结合状态由机械结合变为冶金结合；与火焰重熔相比,真空重熔后涂层与基体界面处的扩散层厚度更大，组织更粗大，孔隙形状更加不规则；火焰重熔和真空重熔后涂层的平均硬度分别提高了60,15HV，火焰重熔后涂层的硬度较高且硬度波动较小。
1 试样制备与试验方法基体材料选用316L不锈钢，加工成直径为18cm的钢球用于后续喷涂；涂层材料选用Ni55A镍基自熔合金粉末，粒径在50~100μm。
用酒精对316L不锈钢基体表面进行冲洗，以去除油污及其他杂质，然后放入自动控温炉中进行预热，温度控制在200℃左右。
使用涂喷焊两用炬进行火焰喷涂，调节氧气压力为0.5MPa，乙炔压力为0.15MPa，火焰喷距为150mm，采用90°垂直喷凃，冷却至室温后分别进行火焰重熔和真空重熔处理。
选用SCR系列氧-乙烷重熔炬对涂层进行火焰重熔处理，调节火焰喷距为150mm，喷枪移动速度为5cm·min-1，以试样表面出现“镜面反光”的熔化现象作为停止火焰重熔的准则。
使用加压气冷真空烧结炉对涂层进行真空重熔处理，将真空炉抽真空到10Pa后，升温到1050℃保温10min，升温速率为8~15℃·min-1，随炉冷却。
采用电火花切割机在重熔前后的涂层试样上截取金相试样，经砂纸打磨、机械抛光，采用光学显微镜(OM)对涂层截面形貌进行观察，通过Ima geProPlus软件在相同倍数的金相照片中对涂层的孔隙率进行统计。
将金相试样用饱和草酸溶液电解腐蚀3s后，用OM观察涂层的显微组织。
采用场发射扫描电镜(SEM)对重熔前后涂层的微观形貌进行观察，并用SE M配备的能谱仪(E DS)对孔隙附近的微区成分进行分析。
金属陶瓷复合涂层的制备与性能研究
金属陶瓷复合涂层的制备与性能研究一、金属陶瓷复合涂层概述金属陶瓷复合涂层是一种新型的表面处理技术，通过将金属和陶瓷材料的特性有机结合，形成具有优异性能的涂层。
这种涂层不仅继承了金属的韧性和良好的加工性能，还具备了陶瓷的高硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
金属陶瓷复合涂层的制备技术的发展，对提高机械零件的使用寿命和可靠性具有重要意义。
1.1 金属陶瓷复合涂层的组成与特性金属陶瓷复合涂层主要由金属基体和陶瓷相组成。
金属基体通常选用具有良好韧性和加工性能的材料，如不锈钢、铝合金等；而陶瓷相则选用硬度高、耐磨性好的材料，如氧化铝、碳化硅等。
金属基体与陶瓷相的结合，使得涂层在保持金属韧性的同时，也具有了陶瓷的耐磨和耐腐蚀特性。
1.2 金属陶瓷复合涂层的制备方法金属陶瓷复合涂层的制备方法多样，包括热喷涂、物理气相沉积、化学气相沉积等。
热喷涂技术通过将金属和陶瓷粉末加热至熔融或半熔融状态，然后高速喷射到基体表面，形成涂层。
物理气相沉积技术利用物理方法将材料蒸发并沉积在基体表面，形成涂层。
化学气相沉积技术则通过化学反应在基体表面沉积材料，形成涂层。
1.3 金属陶瓷复合涂层的应用领域金属陶瓷复合涂层因其优异的综合性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工、石油化工等领域。
在航空航天领域，金属陶瓷复合涂层用于提高发动机部件的耐磨性和耐腐蚀性；在汽车制造领域，用于提高发动机和传动系统部件的性能；在机械加工领域，用于提高切削工具的耐用度；在石油化工领域，用于提高设备的耐腐蚀性和耐磨性。
二、金属陶瓷复合涂层的制备工艺金属陶瓷复合涂层的制备工艺是实现涂层性能的关键。
本节将详细介绍几种常见的金属陶瓷复合涂层制备工艺，包括热喷涂、物理气相沉积和化学气相沉积。
2.1 热喷涂工艺热喷涂工艺是金属陶瓷复合涂层制备中应用最广泛的方法之一。
热喷涂技术包括等离子喷涂、火焰喷涂和电弧喷涂等。
等离子喷涂利用高温等离子体将粉末加热至熔融状态，然后喷射到基体表面形成涂层。
超音速火焰喷涂88WC-12Co涂层的抗氧化性能
超音速火焰喷涂88WC-12Co涂层的抗氧化性能刘宝刚;马启林;刘超;彭馨可;朱肖运;季晴【摘要】采用超音速火焰喷涂方法在45#钢表面制备高致密度的88WC-12Co涂层.利用X射线衍射、扫描电镜、显微硬度计等分析手段对喷涂及氧化后的涂层物相、显微结构和硬度变化进行表征,并对涂层材料的氧化机制进行探讨.结果表明:88WC-12Co涂层在500℃以下具有优良的抗氧化性能,氧化后的涂层硬度变化不大;在500℃以上生成的WO3和CoWO4相显著增多,88WC-12Co涂层的抗氧化性能明显下降,涂层显微硬度快速下降.高温下涂层中的WC、W2C以及Co与空气中的O2发生反应生成WO3和CoWO4.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2018(023)004【总页数】5页(P422-426)【关键词】超音速火焰喷涂;WC-Co;涂层;显微硬度;抗氧化性能【作者】刘宝刚;马启林;刘超;彭馨可;朱肖运;季晴【作者单位】湖南人文科技学院能源与机电工程学院,精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室,娄底 417000;湖南人文科技学院能源与机电工程学院,精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室,娄底 417000;湖南人文科技学院能源与机电工程学院,精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室,娄底 417000;湖南人文科技学院能源与机电工程学院,精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室,娄底 417000;湖南人文科技学院能源与机电工程学院,精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室,娄底 417000;湖南人文科技学院能源与机电工程学院,精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室,娄底417000【正文语种】中文【中图分类】TG174.442近年来，随着科学技术快速进步和现代工业技术水平不断提高，现代机械设备对重要零部件表面性能的要求越来越苛刻。
工件表面磨损与腐蚀一直是制约现代机械设备寿命的重要因素，特别是在高温、高压、重载和腐蚀等恶劣条件下，整套设备经常因工件表面磨损腐蚀而失效。
热喷涂制备氧化钛复合涂层研究现状
第30卷第2期江苏理工学院学报JOURNAL OF JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.30，No.2 Apr.，20242024年4月陶瓷涂层因其耐磨损、耐高温及耐腐蚀等优点，在海洋舰船、航空航天、能源运输、汽车装备等领域具有广泛的应用前景。
然而，单一物相的陶瓷涂层通常脆性较大、结构缺陷较多，在服役过程中易破裂和剥落，其应用受到限制[1]。
目前，陶瓷涂层的性能改善手段主要有优化制备工艺参数和多相添加。
通过添加其他相，可以在保持原物相优异性能的同时，使涂层拥有多种不同的性能，减少孔隙与微裂纹等缺陷含量，拓展其应用范围[2]。
氧化钛复合涂层是指将氧化钛颗粒与其他材料进行复合，由于氧化钛颗粒具有较好的流动性及相容性，因此，作为第二相添加至涂层中可以提高涂层的韧性、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能[3]。
热喷涂技术是一种表面强化和修复技术，具有工艺简单、成本低、灵活性高等优点，被广泛应用于零件表面以提升其耐磨损、耐腐蚀、耐高温等性能[4-5]。
近年来，采用热喷涂技术制备氧化钛复合涂层获得了广泛关注，一些学者针对涂层相添加、粉体结构设计等方法，研究了不同复合涂层的综合服役性能及二氧化钛对涂层性能的影响机理。
本文根据氧化钛复合涂层使用的材料种类，将其分为氧化物复合涂层、碳及碳化物复合涂层。
基于此，分别从氧化钛复合涂层、氧化物复合涂层、碳及碳化物复合涂层的制备三个方面，系统综述了国内外在有关氧化钛陶瓷涂层耐磨、耐腐蚀性能强化方面的研究情况，并对氧化钛复合涂层的原理和性能优化方法进行了介绍与分热喷涂制备氧化钛复合涂层研究现状吴海东1，燕玉林2，崔方方1，丛孟启1，高祥涵1，楚佳杰1，韩冰源1（1.江苏理工学院汽车与交通工程学院，江苏常州213001；2.军事科学院战略评估咨询中心，北京100091）摘要：氧化钛复合涂层具有优异的耐磨、耐腐蚀性能，常用于关键机械零部件的表面防护。
不锈钢表面激光熔覆层耐腐蚀研究-文档
不锈钢表面激光熔覆层耐腐蚀研究研究了在耐酸不锈钢基体上采用激光熔覆和等离子喷焊两种工艺形成的涂层对耐腐蚀性的影响。
使用5kW横流CO2激光器对预置于基体上的Co基自熔合金粉末进行单道或多道扫描。
得到的熔层与等离子焊层对比，激光熔层缺陷率低，成品率高。
其组织细密均匀，晶粒细小，成分稀释率更小，对基体热影响小，熔层硬度与强韧性更高。
性能试验证明，激光熔层具有更高的耐腐蚀性能。
1前言在石油化工、反应堆与核电站中大量使用各种耐酸不锈钢阀门。
由于生产过程中的各种介质都具有较强的腐蚀性甚至放射性，腐蚀的结果不仅使阀门的密封面受到破坏，大大缩短阀门使用寿命，而且介质的渗漏可能造成停工停产，污染环境甚至造成恶性事故。
密封面的质量是考核阀门基本性能的重要指标，不锈钢阀门的密封面要求则更高。
高参数不锈钢阀门的密封面一般采用直接在阀体上堆焊的方式进行强化，而不能进行镶嵌式结构。
大功率激光束与材料的特殊作用可使基体表面得到满足设计者要求的合金层，这种合金层的综合性能不但大大优于不锈钢基材，而且优于传统的等离子喷焊层及各种堆焊层的性能。
我们对20HJ63-20P型不锈钢核阀与尿素生产线甲胺组合阀密封面进行了激光熔覆加工，并与传统的等离子喷焊进行了比较分析。
2试验条件2.1试验材料与方法试验所用阀门为20HJ63-20P截止阀，材料为1Cr18Ni9Ti钢；3W-2BJ1甲胺泵进排液阀，材料为Cr18Ni12Mo3Ti钢。
试样为方块试样(19mm×15mm×10mm)与环形试样(38×28mm×10mm)两种。
激光熔覆采用HGL-90型5kW横流CO2激光器，合金粉末采用2132酚醛树脂粉＋乙醇调和预涂敷在加工表面上并烘干，预敷层厚度为3mm左右。
激光熔覆在数控二维联动加工台上进行，其中方块试样采用多道扫描，每道搭接量为激光光斑直径的50%。
环形试样在数控回转工作台上进行单道扫描。
熔覆工艺参数为：激光功率p＝3000～3400W，扫描速度v＝8～12mm／s，光斑尺寸≈5mm。
超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的微观组织与摩擦磨损性能
超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的微观组织与摩擦磨损性能杨伟华;吴玉萍;洪晟;李佳荟;李柏涛【摘要】采用超音速火焰(High Velocity Oxygen Fuel,HVOF)喷涂技术在Q235钢基体上制备 WC-10Co-4Cr涂层.利用透射电子显微电镜、扫描电子显微电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对涂层的微观组织结构和摩擦磨损性能进行研究.结果表明:采用 HVOF喷涂技术制备的 WC-10Co-4Cr 涂层结构致密,与基体结合良好,孔隙率为0.67%.涂层中的物相以 WC 为主,此外还含有少量 W2C 相和非晶相.涂层的平均显微硬度为1230HV0.3.WC-10Co-4Cr涂层具有良好的耐摩擦磨损性能,累计磨损量(14.4mg)仅为 Cr12MoV 冷作模具钢的2/5.磨粒磨损为WC-10Co-4Cr涂层的主要磨损机制.%WC-10Co-4Cr coating was prepared on Q235 steel substrate by high velocity oxygen fuel (HVOF)spray process.The microstructure and wear properties of the WC-10Co-4Cr coating were in-vestigated by transmission electron microscopy(TEM),scanning electron microscopy(SEM),X-raydiffraction(XRD),microhardness tester and friction-abrasion testing machine.The results show that the coating exhibits dense structure with the porosity of 0.67% and compact bonding with the sub-strate.The coating is mainly composed of WC,and a small amount of W2C and amorphous phases as well,and the average microhardness of the coating is 1230HV0.3.The cumulative mass loss of WC-10Co-4Cr coating is only 2/5 of the cold work die steel Cr12MoV,which indicates the WC-10Co-4Crcoating exhibits better abrasive properties.The abrasive wear is the main wear mechanism for the coating.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】6页(P120-125)【关键词】超音速火焰喷涂;WC-10Co-4Cr涂层;组织;摩擦磨损性能【作者】杨伟华;吴玉萍;洪晟;李佳荟;李柏涛【作者单位】河海大学力学与材料学院,南京211100;河海大学力学与材料学院,南京211100;河海大学力学与材料学院,南京211100;河海大学力学与材料学院,南京211100;河海大学力学与材料学院,南京211100【正文语种】中文【中图分类】TG174.44模具是工业生产中大量应用的消耗件之一。
Q235_碳钢表面SiO2
第52卷第9期表面技术2023年9月SURFACE TECHNOLOGY·209·Q235碳钢表面SiO2/PDMS超疏水涂层的制备及防腐性能研究于元昊，董玉花，邢静，陈亚敏，宁浩良，赵彤，彭淑鸽*（河南科技大学 化学化工学院 洛阳市产业废物资源化利用工程重点实验室，河南 洛阳 471000）摘要：目的提高Q235碳钢的耐腐蚀性能。
方法在Q235表面先提拉聚二甲基硅氧烷（PDMS），预固化后再次提拉含疏水气相二氧化硅的PDMS分散液，完全固化后在Q235表面构建一个SiO2/PDMS超疏水涂层。
通过扫描电镜、激光共聚焦显微镜、能谱、接触角、砂纸磨损、划格试验对涂层的形貌、结构和表面性质进行分析；采用电化学工作站对涂层的耐腐蚀性和耐久性进行评价。
结果SiO2纳米粒子被镶嵌在PDMS中，在Q235表面形成了一种微纳粗糙结构，平均粗糙度为2.2 μm；涂层表面能仅为5.6 mJ/m2，接触角为152.6°；涂层机械稳定性和结合力优异，砂纸磨损15个周期及划格试验30个周期后，仍保持超疏水。
电化学研究表明，在Q235表面引入SiO2/PDMS后，阻抗提升了2个数量级，电容降低了6个数量级；腐蚀电位正向移动了0.419 2 V，腐蚀电流密度降低了3个数量级；涂层对Q235的防腐效率高达99.8%，呈现出优异的耐腐蚀性。
在腐蚀液中浸泡一周后，SiO2/PDMS涂层仍保持超疏水和优异的耐腐蚀性，表明涂层耐久性良好。
结论以PDMS为疏水层，纳米SiO2为填料构筑粗糙表面，通过条件控制实现防腐底层和超疏水表层间的界面融合，从而引入稳定的SiO2/PDMS超疏水涂层，提高了Q235的耐腐蚀性和耐久性。
本研究为在金属表面构筑稳定的超疏水涂层提供了一种方法，有望拓展金属在恶劣环境中的应用。
关键词：超疏水；耐腐蚀；复合涂层；Q235碳钢；聚二甲基硅氧烷；SiO2中图分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)09-0209-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.09.017Preparation and Anti-corrosion Properties of SiO2/PDMSSuper-hydrophobic Coating on Q235 Carbon Steel YU Yuan-hao, DONG Yu-hua, XING Jing, CHEN Ya-min, NING Hao-liang, ZHAO Tong, PENG Shu-ge*(Luoyang Key Laboratory of Industrial Waste Resource Utilization, School of Chemistry & Chemical Engineering,Henan University of Science and Technology, Henan Luoyang 471000, China)ABSTRACT: Metal corrosion has brought huge losses to human society, so it is of great significance to study the corrosion and protection of materials. To improve the corrosion resistance of Q235 carbon steel, the work aims to prepare the SiO2/PDMS super-hydrophobic coating on the surface of Q235, and discuss the corrosion resistance and mechanism of the composite coating.收稿日期：2022-07-15；修订日期：2022-12-13Received：2022-07-15；Revised：2022-12-13基金项目：国家自然科学基金（22175057）Fund：The National Natural Science Foundation of China (22175057)引文格式：于元昊, 董玉花, 邢静, 等. Q235碳钢表面SiO2/PDMS超疏水涂层的制备及防腐性能研究[J]. 表面技术, 2023, 52(9): 209-219. YU Yuan-hao, DONG Yu-hua, XING Jing, et al. Preparation and Anti-corrosion Properties of SiO2/PDMS Super-hydrophobic Coating on Q235·210·表面技术 2023年9月In this study, Q235 with a diameter of 13.5 mm and a thickness of 2.0 mm was selected as the metal substrate, and was ultrasonically cleaned by acetone, ethanol and deionized water respectively. Then, the pretreated Q235 was immersed in polydimethylsiloxane (PDMS) dispersion and hydrophobic vapor silica nanoparticles/PDMS dispersion successively, and was pulled at a speed of 1 mm/min to introduce SiO2/PDMS super-hydrophobic composite coating on the surface of Q235. The morphology, microstructure, and surface characteristics were investigated by field emission scanning electron microscope (FESEM, JSM-7610FPlus), confocal laser scanning confocal microscope (CLSM, KEYENCE/VK-X1100), energy dispersive X-ray spectrometer (EDS), contact angle measuring instrument (SDC-100), sandpaper abrasion test, knife scratching and tape stripping test. The anti-corrosion property of the SiO2/PDMS super-hydrophobic coating was evaluated by electrochemical impedance spectrum (EIS) and Tafel polarization curve with 3.5wt.% sodium chloride solution as the corrosive medium. The FESEM, CLSM and EDS characterization results showed that the SiO2/PDMS super-hydrophobic coating had been successfully coated on the surface of Q235, and the surface of Q235 became rough and presented a strewn gully structure after the super-hydrophobic coating modification. The average roughness was2.2 μm. The surface energy of coating was only 5.6 mJ/m2, the contact angle was 152.6°, and the coating remainedsuper-hydrophobic after 15 cycles of sandpaper wear and 30 cycles of taping and peeling, indicating that the surface of Q235 had excellent super-hydrophobicity. In addition, the EIS results showed that the introduction of SiO2/PDMS super-hydrophobic coating on the surface of Q235 increased the impedance value by two orders of magnitude and decreased the capacitance value by six orders of magnitude. The Tafel curve showed that the corrosion potential of super-hydrophobic coating/Q235 was 0.419 2 V higher than that of the bare Q235, the corrosion current was reduced by three orders of magnitude, and the protection efficiency of the coating could be as high as 99.8%, demonstrating that the coating had excellent corrosion resistance. In addition, the durability test showed that the SiO2/PDMS coating retained super-hydrophobicity and excellent corrosion resistance after a week of immersion in corrosion solution, implying that the SiO2/PDMS coating had good anti-corrosion durability.In conclusion, with PDMS as hydrophobic coating and SiO2 nanoparticles as filler to construct rough surface, a stable SiO2/PDMS super-hydrophobic coating can be prepared on the surface of Q235 by a simple dipping and pulling process. The dense PDMS coating plays a shielding role on the corrosive solution, and its excellent adhesion makes it become the intermediate bridge between the metal substrate and SiO2. The introduction of nano-sized SiO2 makes the surface of Q235 showa rough structure of microscopic convex, and enhances the stability of the system. The synergistic effect of PDMS and SiO2realizes the transformation from hydrophilic to super-hydrophobic surface of Q235 and improves the corrosion resistance of Q235. This study provides a facile method to construct a robust super-hydrophobic surface on metal surface, which is expected to expand the application of metal in harsh environment.KEY WORDS: super-hydrophobic; anti-corrosion; composite coating; Q235 carbon steel; polydimethylsiloxane; SiO2Q235碳钢作为一种重要的金属工程材料，在交通建筑、制造业、航空等行业中应用广泛。
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低碳钢表面火焰喷涂复合涂层的耐腐蚀性能研究
文章利用火焰喷涂技术在Q235低碳钢表面制备了不同配比度的Ni基
WC-12Co复合涂层，其中它们的配比度分别10%WC-12Co、20%WC-12Co、
30%WC-12Co复合涂层，利用金相显微镜、电化学分析仪对涂层微观组织和性
能进行分析。结果表明涂层与基体都有较好的结合性能，三组涂层与基体相比硬
度都有所提高，且30%WC-12Co的涂层的硬度最高。30%WC-12Co的涂层与前
两者涂层和基体相比，电化学腐蚀速度较慢，30%WC-12Co涂层与前两种涂层
相比，孔隙较少，耐腐蚀性较高。
标签：火焰喷涂；WC-12Co；耐腐蚀性；电化学腐蚀
1 概述
由于低碳钢具有良好的机械性能，能够应用于各个行业的许多方面，因此，
如何延长低碳钢工件的使用寿命，降低腐蚀对低碳钢的应用有很大的影响，低碳
钢表面火焰喷涂就是其中的一种方法，由于环境的影响，低碳钢表面火焰喷涂复
合涂层的耐腐蚀性能就有一定的要求：涂层与基体间的结合强度要高。涂层易脱
落，则使得涂层的寿命减小，涂层脱落后对基体的防腐蚀就消失了。由于火焰喷
涂的火焰温度范围较大，能够适应各种温度要求，能够喷涂许多的合金粉末，操
作简单，能够在许多环境下独立完成，因此火焰喷涂广泛应用于低碳钢表面加工。
因此，文章对利用火焰喷涂技术在Q235低碳钢表面制备了不同配比度的Ni基
WC-12Co复合涂层，并对其结果进行了研究和分析。
2 实验材料和方法
试验基体材料为Q235钢，Q235是碳素结构钢，与旧标准GB700-79牌号中
的A3、C3钢相当，是沿用俄罗斯TOCT的牌号。其钢号中的Q代表屈服强度。
Q235钢是低碳钢，由于其优越的物理性能和化学性能使的它应用于工业以及生
活中的许多方面。在一般的情况下，这种钢不需要经过热处理就直接进行使用。
喷涂材料为镍基WC-12Co，将喷涂材料配比成含WC-12Co为10%，20%，30%
的混合粉末进行喷涂。
氧乙炔火焰喷涂枪是利用两根导管，一根连接氧气一根连接乙炔。粉末罐内
填装混合均匀的喷涂粉末材料。利用氧和乙炔气体的高速流动使得材料粉末被吹
到喷涂喷头处，经过火焰的加热熔化或者半熔化，然后粉末颗粒击打在涂层表面
形成涂层。将配置好的粉末材料充分混合后放入粉末罐中，接通导气管，先开氧
气让枪体内的空气排净后，打开乙炔。最后点燃即可进行喷涂。
3 实验结果分析
3.1 低碳钢表面火焰喷涂复合涂层试样的宏观金相的分析
图1显示的是三种Ni基WC-12%Co涂层的截面在金相显微镜下形貌。通过
观察可以发现复合涂层与基体之间的过渡层很薄，经过热处理后熔化消失。复合
涂层与基体结合良好没有出现剥落的现象。涂层的致密度很高、涂层与基体是互
相嵌合的结合方式。交界处不是平整的界面而是为波浪形不平整界面。界面干净，
没有明显颗粒物和氧化物夹杂，结合方式为机械咬合。涂层组织均匀，内部没有
明显裂纹和孔隙。可以看出虽然经过火焰喷涂使得涂层的结构更加紧密，但是仍
然有许多细小的疏松的空洞，而且，WC含量越高涂层的结构越紧密，而且由于
火焰喷涂不好控制，使得涂层的性能无法得到最大保障，因此，涂层中可能会出
现一些较大的空洞，使得涂层无法得到最优的性能。
经过火焰喷涂以后由于火焰的温度较高使得基体发生了热加工过程，基体的
组织发生了变化，由图1（d）结合图（a/b/c）的涂层照片，可以发现涂层与基
体之间的过渡层中有贝氏体，经过火焰喷涂后，由于火焰的淬火作用使得基体的
组织发生变化，组织的变化使得基体的性能也发生变化，基体的强度有所提高。
由于组织的变化使得基体得到细晶强化使得基体的晶粒更加细小，结合更加紧
密。能够有效的减小晶间腐蚀的发生的速度，从而增强工件的耐腐蚀性。
3.2 耐电化学腐蚀的性能分析
由图2中试样的电化学腐蚀曲线的五个图中可以发现随着电位的不断的增
加，电流密度也发生了变化。自腐蚀电位E对于试件的腐蚀倾向起着决定性的
作用，E为负数时，它的数值越大，试件的腐蚀倾向也就越大，当E为正的数值
时，它的结果与E为负数时的结果相反。自腐蚀电流I与金属试样的腐蚀速度成
正比的关系，即随着I的增大，试件的腐蚀速度也就越快，随着I的减小，试件
的腐蚀速度也就越慢。通过对比，可以发现30%WC-12Co的涂层的自腐蚀倾向
最小，自腐蚀电流最小，它的耐腐蚀性能较高。
4 结论
（1）通过观察涂层与基体的结合界面的微观结构，发现涂层与基体的冶金
结合紧密。
（2）比较三组涂层的微观结构，30%WC-12Co的涂层的裂缝、孔洞较少，
具有较好的耐腐蚀性。
（3）通过基体、10%WC-12Co的涂层、20%WC-12Co的涂层、30%
WC-12Co的涂层电化学腐蚀试验的四组极化曲线的对比分析，发现
30%WC-12Co的涂层的电化学腐蚀速度较低，因此30%WC-12Co的涂层具有较
好的耐腐蚀性能。