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喷涂粒子的氧化在电弧喷涂工艺中是十分普遍的现象,而氧化会对喷涂粒子和涂层带来诸多不利的影响。针对这一问题,本文从材料和工艺两方面出发,采用电弧喷涂方法,以Fe基涂层3Cr13为基础合金体系,研究电弧喷涂工艺参数、合金元素B、Si对飞行粒子和涂层氧化的影响规律,同时研究氧化物对3Cr13系涂层的耐磨耐蚀性能的影响规律。主要研究成果如下:3Cr13涂层中主要的氧化相为FeO、Fe3O4、FeCr2O4,基体相为Fe、Cr的固溶体相。随着喷涂距离的增加,涂层的氧化物增多,粒子扁平程度降低,球状颗粒数量越来越多,孔隙率增大。喷涂粉芯丝材和实心丝材时,两种涂层的相结构和成分没有太大的差别,但是喷涂粉芯丝材的扁平粒子尺寸不如实心丝材均匀。喷涂铁涂层时,飞行氧化机制为整个涂层氧化的主导机制。采用压缩氮气作为雾化气制备涂层时,涂层中的氧化物含量大大减少。在3Cr13粉芯丝材中添加B、Si元素后,飞行粒子尺寸有所增大,其原因可能是合金的黏度增大,导致雾化阶段产生大尺寸粒子。通过对飞行粒子的氧化模型进行分析,发现小尺寸的飞行粒子氧化更为剧烈。添加B、Si元素的Cr13系涂层中的氧化物含量相比不添加B、Si元素的Cr13涂层有所减少,且添加B、Si元素含量越多,氧化物含量越少。造成氧化物含量减少的原因除了飞行粒子尺寸增大外,还有可能是轻合金元素B、Si优先与空气中的氧发生反应,阻止了Fe、Cr等金属的氧化,对B而言,有可能形成气态氧化物,对Si而言,则会在飞行粒子表面形成Si-O化合物,阻止了氧化物的进一步形成。涂层中氧化物对涂层耐磨和耐蚀性能的影响机制较复杂。随着喷涂距离的增加,涂层中的氧化物和孔隙率增加,涂层的硬度呈现下降的趋势,磨粒磨损失重量呈上升趋势,涂层的磨粒磨损失重量和涂层硬度呈负相关的关系。当涂层中氧化物含量较多时,涂层表现为脆性剥落的磨损机制,而涂层中氧化物含量较少时,涂层的微观磨损机制取决于扁平粒子的性能。3Cr13系涂层经过浸泡腐蚀实验后,发现喷涂距离越大,腐蚀越严重。由于氧化物为涂层表面的缺陷,氧化物含量越多,涂层腐蚀越严重,3Cr13系涂层的浸泡腐蚀产物为Fe、Cr的氧化物,且腐蚀产物随着氧化物和孔隙的增加而数量增加。