在各种用于提高金属材料耐腐蚀耐磨损性能的表面处理技术中,等离子熔覆技术的优势与潜力巨大。近些年,针对等离子熔覆技术的研究数量众多,而其中一条重要的指导方针就是:争取用较低成本和较短工时来制备具有理想性能的等离子熔覆涂层。我们知道,细化金属材料组织不仅可以优化其机械性能,更可以减小气孔和裂纹的产生,而控制凝固过程是获得细化组织的有效途径。机械振动作为一种细化晶粒技术已经在铸造和焊接领域得到了广泛的研究,它的作用效果主要包括:促进形核从而细化组织;加速熔渣和气体上浮从而减少气孔和夹杂;使金属材料的组织更加均匀细化从而提高其机械性能。此外,机械振动还具有以下优点:低成本,高效率,操作简单且无污染。然而,迄今在表面冶金领域有关机械振动改善材料组织和性能的研究报道极少,包括等离子熔覆领域。为了改善等离子熔覆Fe基合金涂层的组织和耐磨性,本文把机械振动技术引入了等离子熔覆过程中。对基体材料进行不同频率受迫振动的同时,在基体上用等离子熔覆技术制备了多组Fe基合金涂层。通过对涂层进行取样并采用扫描电子显微技术、能谱分析、X射线衍射分析、显微硬度测试以及耐磨性测试等手段进行检测分析,结果表明:当振幅为90μm而振动频率在50～100Hz范围内,随着振动频率的增大,熔覆层晶粒愈加细化,奥氏体γ-(Fe,Ni)中溶质的固溶量逐渐增多,主要物相未发生改变,硬度和耐磨性不断得到提升;当振幅为90μm而振动频率为100～150Hz时,随着振动频率的增大,熔覆层晶粒不断粗化,奥氏体γ-(Fe,Ni)中溶质原子的固溶量逐渐减少,主要物相依旧未发生改变,硬度和耐磨性呈不断下降趋势。本文对上述组织和性能演变的相关机理进行了探讨和分析。首先,熔覆层组织的均匀细化归因于机械振动介入后熔池中固相和附近液相的相对运动加剧;其次,晶粒细化的同时伴随初生相固溶极限的扩大;最后,熔覆层“弥散强化”、“细晶强化”以及“国溶强化”程度加大促进了显微硬度和耐磨性的提升。