热喷涂是表面工程中重要的表面技术，是表面工程发展的重要基础。热喷涂是通过火焰、电弧或等离子体等热源将某种线状或粉末状的材料加热至熔化或半熔化状态，并通过气流吹动使其雾化高速喷射到基体表面，以形成喷涂层的表面加工技术。可以对材料表面性能（如耐磨性、耐腐蚀性、耐高温隔热性等）进行强化或再生，起到保护作用，并能对因磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行恢复。电弧喷涂是将两根被喷涂的金属丝作为自耗电极，利用其端部产生的电弧作为热源来熔化金属丝材，用压缩空气进行雾化的热喷涂方法。电弧喷涂因其具有生产效率高、生产成本低、工件受热少等优点，在高效防腐、维修、设备制造和特殊功能涂层的制备方面应用广泛。铁路客车的基本结构包括车体部分和走行部分。车体部分的主体框架在铁路行业中习惯被称为钢结构，走行部分在铁路行业中习惯被称为转向架。为防止转向架或钢结构在运行中的腐蚀，在制造时对钢板涂底漆和防锈漆。即使如此，铁路客车在运行中仍然受到严重的腐蚀，所以研究开发新的有效防止腐蚀的方法，对铁路客车有很大的实际意义。本文针对铁路客车碳钢件腐蚀严重的问题，拟采用电弧喷涂不锈钢涂层1Cr18Ni9Ti(采用B－01铁铬合金作为打底层)或铝涂层作为耐腐蚀涂层，<WP=55>研究了涂层的组织结构特点及工艺参数对涂层力学性能的影响。通过正交综合实验，确定了较合适的喷涂工艺参数。利用获得的合适的喷涂工艺参数制备了铝涂层和不锈钢涂层试样，分为涂有封孔剂和未涂封孔剂两组，工把涂有底漆的试样作为对比试样，进行了盐雾腐蚀试验，以测定涂层的耐腐蚀性能。采用的设备和仪器有XDP电弧喷涂设备，扫描电子显微镜(含Link能谱仪)（SEM，JSM-5310），D/MAX-γA型χ射线衍射仪（XRD），盐雾腐蚀试验机，VIDAS图像分析系统及显微硬度计等。研究结果表明，不锈钢涂层(1Cr18Ni9Ti)具有层状结构特点，并含有一定孔隙和氧化物夹杂，涂层的相组成主要为奥氏体并含有少量的铁素体。铝涂层也具有层状结构特点，但与不锈钢涂层相比涂层组织更为疏松，且涂层中的氧化物夹杂有增加的趋势。电弧喷涂不锈钢涂层的上述组织结构特点是与喷涂层的形成机理密不可分的。喷涂过程中，首先是喷涂材料被熔化，接着在外加压缩空气的吹力或焰流本身的射流作用下使熔化的喷涂材料破碎雾化（粉末材料没有此过程，只是加热到熔化或软化状态），在压缩空气或热源焰流的作用下喷涂粒子被加速，当具有一定速度和温度的喷涂粒子到达基材表面时，喷涂粒子以一定的动能冲击基材表面，在产生碰撞的瞬间，粒子的动能和大部分热能被基体以热的形式传走，粒子与基材的表面紧密接触产生变形，并迅速冷凝而收缩，呈扁平状粘结在基材上。接之而来的粒子连<WP=56>续不断地冲击基材表面或在其上堆积并产生上述过程，粒子与基材表面之间和粒子与粒子之间就会相互交错地粘结在一起而形成喷涂层。从喷涂层形成的过程可知，它是由无数变形粒子相互交错堆叠在一起的层状结构。在喷涂过程中，由于喷涂粒子与周围环境的气体发生作用，会使喷涂材料出现氧化现象。所以，喷涂层中不可避免会夹杂有氧化物，又由于粒子的变形不充分和有半熔化或未熔化的粒子冲击到表面，在喷涂粒子和粒子之间会出现孔隙或空洞，造成涂层不致密。铝与氧的亲和力要大于不锈钢材料，更加容易被氧化，所以涂层中的氧化物也较相同条件下的不锈钢涂层中多。由于相对较多的氧化物夹杂存在，使铝涂层组织与不锈钢涂层相比，在微观上显得更为疏松。喷涂电压、喷涂电流和喷涂距离对涂层组织和力学性能影响的研究表明，喷涂电压较低时，电弧功率和温度较低，金属粒子的熔化不充分，表面张力较大，这导致涂层的孔隙率增加。随着喷涂电压增加，电弧功率和温度提高，金属粒子充分熔化，表面张力减小，从而形成孔隙较小，较为致密的涂层。但进一步增加喷涂电压，电弧功率和温度进一步提高，液态金属粒子的表面张力进一步减小，在撞击到基体表面时发生飞溅，从而导致涂层孔隙率增加。喷涂电流对孔隙率的影响与喷涂电压类似。喷涂电压和喷涂电流对不锈钢涂层的结合强度和显微硬度的影响也类似，在一定范围内(电压从22v到32v, 电流从160A到260A)，随电压或电流的增大而先增大后减小。喷涂<WP=57>距离对涂层结合强度的影响是当距离较小时，喷涂材料会出现熔化不充分，有时甚至出现未熔丝材，影响涂层的结合；喷涂距离过大，粒子的温度和速度都将下降，结合强度降低，孔隙率提高。最后通过三因素三水平正交综合试验确定了较合适的喷涂工艺参数。在本文的工艺条件下，铝涂层的喷涂工艺参数为：电压26V、电流180A、喷涂距离120mm、气体压力0.6Mpa；不锈钢涂层的工艺参数为：电压28V、电流200A、喷涂距离100mm、气体压力0.7Mpa。通过测定涂层耐腐蚀性能的盐雾试验, 结果表明，在普通碳钢表面电弧喷涂铝和不锈钢涂层，两种涂层的耐腐蚀性能都优于涂防锈漆的耐腐蚀性能，喷涂层表面加封孔剂涂层的耐腐蚀性能优于不加封孔剂涂层的耐腐蚀性能，其中，有封孔剂的铝涂层的耐腐蚀性能为最佳，进行盐雾试验时，504小时没有出现锈蚀现象。所以?