针对在苛刻工况环境条件下,单一Ni60A合金粉体材料难以满足其特殊使用要求的问题,研究在镍基自熔性合金Ni60A的基础上,加入增强颗粒制备复合涂层,以此来显著提高机械零部件的耐磨性、耐蚀性,继而满足其在特殊条件下的使用要求,意义重大。本文通过在Ni60A合金粉末中,加入不同体积分数的Al₂O₃颗粒增强粉末,利用球磨机将其机械混合均匀,并采用超音速等离子喷涂技术分别将不同体积分数的复合粉末均匀喷涂到45#钢基材表面,制得Al₂O₃颗粒增强Ni60A复合涂层。通过硬度检测和耐磨性实验表明:复合涂层的硬度和磨损率都比Ni60A合金涂层有明显变化。随着Al₂O₃体积分数的增加硬度值先增加后减少,而磨损率则先降低后增加,且当Al₂O₃体积分数为25%时复合涂层的硬度和耐磨性最佳。25%Al₂O₃复合涂层的硬度值和Ni60A合金涂层相差最大。25%Al₂O₃复合涂层的洛氏硬度为63.14HRC,而Ni60A合金涂层的硬度只有59.2 HRC。25%Al₂O₃复合涂层的质量磨损率（10-7g/N·m）和摩擦系数分别为0.153和0.46,而Ni60A合金涂层分别为1.025和0.8,根据实验对比,25%Al₂O₃复合涂层的耐磨性比Ni60A合金涂层提高了6.7倍。利用扫描电镜、能谱分析仪和X射线检测分析技术,分别对粉末形态以及Al₂O₃复合涂层和Ni60A合金涂层的形貌特征、微区成分、相结构进行了分析。研究结果表明:通过球磨的混合粉末由球状和不规则块状组成,两种合金粉末之间存在着明显的机械粘着和固相扩散现象,这种情况增强了粉末在喷涂过程中的热传导,有利于粉末的充分熔化、相互润湿和融合,提高了喷涂沉积率,显著的改善了喷涂效果。Al₂O₃-Ni60A复合涂层组织中存在着镍、铬为基体的奥氏体组织和基体上析出的针状组织和板条状电子化合物组织,还有被Ni60A包覆的Al₂O₃球团状增强颗粒组织,且其均匀弥散分布于基体上。Al₂O₃-Ni60A复合喷涂层是强韧基体和硬质相的耐磨组织,基体均为韧性很好的镍铬基固溶体,复合涂层的硬质相主要是Al₂O₃颗粒及基体上析出的Cr2 3C6、Cr B、Ni3B、Cr7C3、Ni5Al3、Al Ni等硬质相。复合涂层中Al₂O₃球团状增强颗粒的存在增加了基体的变形能,强化了基体;基体上均匀分布的Al₂O₃球团状组织改善了原有析出针状电子化合物形态对基体的割裂;在喷涂过程中,部分Al₂O₃分解,形成了新的硬质相,Al₂O₃的微粒还有助于凝固形核和细化晶粒;由此可知,在复合涂层中,Al₂O₃颗粒以球团状牢固分布于Ni60A的基体上,是主要的耐磨质点,加之复合涂层中还存在着各种析出的硬质相,以及被改善和强化了的奥氏体基体,使其耐磨性明显提高。腐蚀实验结果表明:通过浸泡实验和电化学腐蚀实验对两种合金涂层在1mol∕L HCl溶液和1mol∕L H2SO4溶液中的耐蚀性进行研究,表明复合涂层和Ni60A合金涂层存在差异。在H2SO4溶液中,复合涂层和Ni60A合金具有相当的耐蚀性,而在HCl溶液中,复合涂层的耐蚀性远不如Ni60A合金涂层。通过对比分析Al₂O₃-Ni60A复合涂层和单一合金涂层性能,可知复合涂层中加入Al₂O₃增强颗粒在提高涂层耐磨性方面有重要作用,当所加入的增强颗粒为25%时,涂层的耐磨性最佳,是最佳配比。比Ni60A单一合金涂层耐磨性提高85%,耐蚀性能和Ni60A合金相当。Al₂O₃材料价格便宜,部分替代昂贵的Ni60A材料,可显著降低喷涂成本,因此Al₂O₃增强颗粒Ni60A复合涂层具有很好的性价比,具有广泛的推广应用价值。