合金涂層

鎳基合金

鎳鉻合金

1、 性能

鎳鉻合金是鎳基合金中主要的噴涂材料，這類合金具有非常好的抗高溫氧化性能，在880—1100℃高溫下具有優(yōu)良的抗起皮、耐氧化性能，耐酸、耐堿，是目前應(yīng)用很廣的熱噴涂材料。它還能耐水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳、氨等介質(zhì)的符石，但不宜用于含硫酸氣體的燃燒廢氣。易受鹽酸、氯化亞鐵和醋酸等介質(zhì)的侵蝕。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝方法有火焰噴涂、電弧噴涂、超音速噴涂、等離子噴涂。

鎳鉻合金涂層容易用硬質(zhì)合金刀具車削加工或進(jìn)行磨削加工。常用于980℃以下耐熱、抗氧化涂層；耐高溫陶瓷層的粘結(jié)底層；碳鋼和低合金鋼在熱環(huán)境下防起皮保護(hù)涂層。

鎳鉻鐵合金

1、 性能

鎳鉻鐵合金耐熱腐蝕性能優(yōu)良，電阻率高。在1066℃以下具有良好的抗氧化性能。在含硫較小的腐蝕性氣體中，能保護(hù)鋼鐵基體耐871-982℃的高溫，但不耐喊硫濃度高氣體（二氧化硫、硫化氫）的腐蝕。在硫酸、硝酸、醋酸、乳酸、氨、氫氧化鈉等介質(zhì)中耐腐蝕性良好。在鹽酸、磷酸中發(fā)生中等程度的腐蝕。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有火焰噴涂、電弧噴涂、超音速噴涂、等離子噴涂。可用于硬度要求不高的耐腐蝕鋼、鎳和鎳合金的磨損件及加工超差件的修復(fù)。

鎳鉻鋁合金

1、 性能

鎳鉻鋁是一種具有自粘結(jié)功能的耐熱合金，具有優(yōu)良的抗高溫氧化、耐燃?xì)馇治g性能，在982℃以下具有很高的熱穩(wěn)定性，抗微振磨損，是高溫陶瓷涂層的優(yōu)良粘結(jié)底層材料。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝方法有超音速火焰噴涂、等離子噴涂、火焰噴涂、電弧噴涂。鎳鉻鋁在噴涂時(shí)放熱性強(qiáng)，涂層易于車削或磨削加工?？捎糜跔t輥表面噴涂耐1000-1100℃高溫的陶瓷涂層的粘結(jié)底層；用在排氣消聲器上耐燃?xì)庵苯痈g涂層；火箭噴管、導(dǎo)彈尾椎、燃?xì)廨啓C(jī)及鍋爐等受熱部件，作耐高溫陶瓷涂層的粘結(jié)底層。

鈷基合金

鈷鉻鎢碳合金

1、 性能

鈷在417℃發(fā)生同素異構(gòu)變形，形成具有面心立方結(jié)構(gòu)的固溶體，抗熱震性能好，蠕變速率低，斷裂韌性高，具有滿意的高溫性能。加入鉻，使鈷基體獲得良好的抗氧化性能。大多數(shù)鈷基合金都是在鈷鉻合金的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在鈷鉻合金基體中，熔入適量的鎢，可使鈷基體進(jìn)一步固溶強(qiáng)化。碳在鈷中的溶解度很小，加入的碳和過(guò)量的鎢化合，形成WC、W2C、M6C(CO3W3C、CO2W4C)等碳化物，這些硬質(zhì)相彌散分布在鈷鉻合金基體中，產(chǎn)生析出強(qiáng)化作用，使此類合金在800℃高溫下，扔能保持優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和高溫硬度，因而合計(jì)具有優(yōu)異的耐高溫磨損、抗高溫氧化和熱疲勞等綜合性能。

此系列合金中，STL6合金***有代表性。這種合金在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)，具有耐磨、耐蝕、耐熱的綜合性能，尤其是具有極好的自嚙合抗粘著磨損性能。這種合金的碳和鎢含量較低，硬質(zhì)碳化鎢相在結(jié)構(gòu)中占的比例不高（10%-20%），硬度與沖擊韌性有較好的匹配，亦用作切削刀具材料。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有超音速噴涂、等離子噴涂、火焰噴涂、等離子堆焊等，主要用于耐高溫金屬間粘著磨損、耐磨粒磨損、耐腐蝕、抗微動(dòng)磨損、耐高溫沖蝕磨損涂層或噴焊層。

鈷鉻鉬鎳鐵

1、 性能

用鉬部分或全部取代鎢強(qiáng)化鈷鉻固溶體，并加入鎳、鐵合金元素，從而提高了涂層的韌性和綜合力學(xué)性能。涂層組織中M23C6型的碳化物，硬度稍低，耐磨性亦稍差。鉬和鎳的加入，顯著的提高了鈷基合金的耐蝕性能。這類合金具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐粘著磨損和耐氣蝕性能。噴焊層具有抗磨損和耐氣蝕性能。涂層具有抗磨粒、抗硬面、抗微動(dòng)磨損和抗顆粒沖蝕磨損性。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有超音速噴涂、等離子噴涂、火焰噴涂、等離子堆焊等。鈷鉻鉬鎳鐵合金主要用在高溫硬面涂層、耐金屬間粘著磨損焊層和耐氣蝕抗微動(dòng)磨損涂層。

鈷鉻鋁釔合金

1、 性能

鈷鉻鋁釔合金是迄今使用穩(wěn)定***高、高溫綜合性能***優(yōu)異的合金，其性能與鎳鉻鋁釔合金相似，但其使用溫度更高，與基體的粘結(jié)強(qiáng)度好。少量釔的加入，能促進(jìn)具有保護(hù)性的α-Al2O3膜的形成，改善Co-Cr-Al合金氧化膜與基體的粘附性，防止氧化膜的剝落，從而提高合金的耐高溫氧化性能。

2、 應(yīng)用

通常采用的噴涂工藝方法是等離子噴涂。鈷鉻鋁釔合金耐腐蝕和氣蝕，能耐1038℃高溫，抗氧化性能優(yōu)良。可作為1000℃以上的耐高溫氧化涂層、高溫陶瓷涂層的粘結(jié)底層材料。

自熔合金

鎳基自熔合金

鎳鉻硼硅系列自熔合金

1、 性能

在鎳硼硅系合金中加入適量鉻和碳，就能形成用途廣泛的、品種較多的鎳鉻硼硅系列自熔合金。鉻的加入，使鎳基體產(chǎn)生固溶強(qiáng)化；提高鎳基體的電極電位而鈍化，增強(qiáng)其耐蝕性；能生成致密、堅(jiān)韌的氧化膜，增強(qiáng)其抗高溫氧化能力；過(guò)量的鉻能與碳、硼生成CrB、Cr7C3等硬度很高的硬質(zhì)相，彌散分布在固溶強(qiáng)化的基體中，起沉淀硬化作用，大大提高涂層的耐磨性能。隨著合金中碳和硼含量的增加，涂層的硬度和耐磨性增加、韌性下降。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有火焰噴涂、火焰噴焊、超音速噴涂、等離子堆焊、激光熔敷等。鎳鉻硼硅自熔合金可作為600-750℃范圍內(nèi)同時(shí)要求耐磨、耐蝕的涂層，用于制備耐熱、抗氧化、耐蝕和耐粘著磨損、耐高溫燃?xì)飧g磨損、高溫沖蝕磨損、低應(yīng)力磨粒磨損、硬面磨損等涂層。

鎳鉻硼硅鉬銅自熔合金

1、 性能

鎳鉻硼硅自熔合金是自熔合金中耐蝕性***好的一種材料，加入鉬，顯著提高了合金的熱強(qiáng)性、耐還原性、抗酸腐蝕、抗氯離子點(diǎn)腐蝕能力；加入銅，提高了合金的抗熱非氧化性無(wú)機(jī)酸腐蝕的能力、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有火焰噴焊、火焰噴涂、超音速噴涂、等離子堆焊、激光熔敷等。該合金常用于制備600-800℃條件下的耐磨粒磨損、耐硬面磨損、微動(dòng)磨損涂層、耐氣蝕、耐顆粒沖蝕、耐多種化學(xué)介質(zhì)腐蝕和耐海水腐蝕環(huán)境中的涂層。

鎳鉻鎢碳基自熔合金

1、 性能

在鎳鉻硼硅自熔合金中加入W，有較高的Cr、C和相對(duì)低的B、Si元素的減少，與鎳鉻硼硅自熔合金涂層比較，具有較好的延展性、斷裂韌性、抗裂性和耐熱沖擊性、抗氧化性酸腐蝕性，摩擦系數(shù)小，耐磨性好，高溫硬度和強(qiáng)度高；與司太立合金類似，有良好的耐HF腐蝕、晶間腐蝕性能。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有火焰噴涂、火焰噴焊、超音速噴涂、等離子噴焊、激光熔敷等。鎳鉻鎢碳自熔合金與基體結(jié)合性能好，涂層致密。可用于制備耐高溫磨損、耐熱沖擊、耐氧化性介質(zhì)符石涂層。

鈷基自熔合金

鈷是重要的戰(zhàn)略物資，十分昂貴，有極好的耐熱、耐蝕和抗高溫氧化性。鈷基自熔合金是在Co-Cr-W合金基礎(chǔ)上添加適量的B、Si而制作的。B、Si的加入，使Co-Cr-W合金具有了自熔合金的特點(diǎn)，合金熔點(diǎn)顯著降低，脫氧造渣性能好。合金分布除了有碳化物硬質(zhì)相外，還增加了高硬度的硼化物相和魚骨狀的共晶化合物相，提高了合金涂層的硬度和噴焊工藝性能，加入Ni，發(fā)展為Co-Cr-W-B-Si-Ni系合金。涂層硬度適中，在600-800℃范圍內(nèi)耐高溫，抗氧化，紅硬性好，耐磨、耐蝕性能良好，抗含硫燃?xì)飧g。

部分鎳代鈷的自熔合金

在估計(jì)自熔合金中以部分鎳代替鈷，在不降低鈷基自熔合金的高溫硬度和耐磨性的情況下，能明顯改善其韌性、耐沖擊性、抗熱展性及耐蝕性，降低對(duì)噴焊基體的預(yù)熱溫度，減少涂層的裂紋敏感性，改善噴焊工藝性能。同時(shí)鎳的價(jià)格比鈷低很多，為降低成本而作為估計(jì)自熔合金的代替品。

鉬代鎢的鈷基自熔合金

鉬與鎢的性質(zhì)類似，較鎢硬度低，延展性好。鈷基自熔合金中加入鉬，可部分或完全取代鎢，能保持高溫紅硬性，并改善其韌性和裂紋敏感性，由于合金的裂紋敏感性降低，噴涂時(shí)基體的預(yù)熱溫度可適當(dāng)降低。鉬在400℃以上開(kāi)始氧化，噴涂時(shí)應(yīng)避免局部過(guò)熱。鎳含量高的Co-Cr-Mo-C-B-Si自熔合金，特別適合于在含碳量高而線膨脹系數(shù)較小的鋼材基體上噴涂。涂層具有耐磨粒、抗硬面、抗微震、耐氣蝕和顆粒沖蝕性能。

鐵基自熔性合金

鐵基自熔合金一般是在“18-8”型或“Cr13”型不銹鋼的基礎(chǔ)上研制的，通過(guò)調(diào)整合金中的鎳、鉻含量，添加硅、硼等元素而形成。分為兩種類型：一種是奧氏體不銹鋼自熔合金，另一種是高鉻鑄鐵型自熔合金。這類合金的碳含量較高，在組織中有較多的碳化物和硼化物，并具有較高的硬度和耐磨性。但此類合金脆性大，不宜用在受強(qiáng)烈沖擊的零件上，適用于抗磨粒磨損而不需要進(jìn)一步加工的零件上。

在很多場(chǎng)合下，可以用鐵基工作涂層代替鎳基涂層，在大量常溫（中溫）和弱腐蝕介質(zhì)條件下，要求材料有良好的耐磨性能，不必使用鎳基和鈷基合金。

可選用的噴涂工藝有火焰噴涂、火焰噴焊、超音速噴涂、等離子堆焊、激光熔敷等。鐵基自熔合金可用于各種軸類、箱體密封面、柱塞等零件的強(qiáng)化和修復(fù)。

高鎳鐵基自熔合金

1、 性能

主要用于火焰噴焊的材料，合金中含有相當(dāng)高的鎳，能顯著提高鐵基合金的強(qiáng)度和沖擊韌性，改善鐵基自熔合金的噴焊工藝性能，使熔點(diǎn)降低，脫氧造渣、焊層強(qiáng)化、耐磨性提高。焊層的金相為亞共晶型，即奧氏體基體+奧氏體與碳化物、硼化物共晶。由于晶體中的碳化物、硼化物硬度很高，因而焊層具有更好的耐磨性。

2、 應(yīng)用

可選用的工藝有火焰噴焊、等離子堆焊、激光熔敷等，常用于工件的修復(fù)和耐磨強(qiáng)化。

不銹鋼型鐵基自熔合金

1、 性能

在奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上加入硼、硅，能降低鐵基體的熔點(diǎn)，增強(qiáng)焊層抗氧化和造渣能力。由于鉻容易與硼、碳形成高硬度的化合物，使奧氏體基體“貧鉻”而降低其耐蝕性和抗氧化性能，因而通常加入較高含量的鉻。由于鐵比鈷、鎳更容易氧化，熔點(diǎn)較高，合金熔點(diǎn)一般在1100-1200℃之間，固液相區(qū)間比較窄，合金液態(tài)流動(dòng)性和抗氧化能力均不如鎳基和鈷基自熔合金好。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有火焰噴焊、等離子堆焊、超音速噴涂、等離子噴涂、火焰噴涂等，制備耐弱腐蝕的工件，和耐磨表面的強(qiáng)化。

低碳不銹鋼型自熔合金

1、 性能

低碳不銹鋼型自熔合金是在不銹鋼成分的基礎(chǔ)上添加硼、硅研制的，分為Cr13、Cr17、1～8Cr-Ni等類型，通過(guò)硼、硅、鎳、碳含量來(lái)調(diào)整合金硬度，并通過(guò)添加其他合金元素來(lái)改善合金性能。應(yīng)用交普遍的是18-8Cr-Ni型。由于硼、硅的影響，在奧氏體不銹鋼鐵基自熔合金中彌散分布多種硼化物硬質(zhì)相，硬質(zhì)相的硬度很高，具有優(yōu)異的耐金屬間磨損和抗擦傷能力。

2、 應(yīng)用

可選用的噴涂工藝有火焰噴涂、火焰噴焊、等離子堆焊，適用于密封面的修復(fù)。