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超音速火焰喷涂 CeO2改性316L-TiB2金属陶瓷复合涂层的制备及耐磨耐蚀性能研究

超音速火焰喷涂；金属陶瓷复合涂层； CeO2掺杂； 耐磨耐腐蚀

热喷涂涂层技术在提升装备的防腐耐磨耐高温性能方面发挥着重要作用。铁基涂层具有塑性韧性良好、成本低廉、绿色环保等优点，然而低硬度和较差的摩擦学性能在一定程度上限制了铁基涂层的应用，通过在铁基涂层中加入强化相可有效提高其耐磨性能。本研究采用“球磨+喷雾造粒+等离子球化”制粉工艺制备316L-TiB₂金属陶瓷粉末和添加2、4、6 wt.% 纳米CeO₂改性的(316L-TiB₂)/CeO₂复合粉末，使用空气助燃超音速火焰喷涂(HVAF)在碳钢基体上沉积涂层，研究了TiB₂颗粒和纳米CeO₂添加对涂层组织结构、力学性能及耐磨耐腐蚀性能的影响。结果表明球磨-喷雾造粒-等离子球化工艺制备出球形度良好、流动性优异、表面光滑、结构致密且粒度集中的316L-TiB₂/CeO₂复合粉末，满足热喷涂喂料要求。添加TiB₂和CeO₂后涂层表面熔化状态显著改善，涂层孔隙率降低，硬度和耐磨性能显著提高，复合添加TiB₂+4 wt.%CeO₂时涂层具有最佳力学性能和耐磨性。单独添加TiB₂会导致涂层耐腐蚀性下降，掺杂CeO₂可改善涂层耐腐蚀性，复合添加TiB₂和CeO₂在显著提升涂层耐磨性时耐蚀性仅略有下降。