Ni-Al金属间化合物涂层的制备方法(4)
加拿大Windsor大学的Yuquan Ding等人[11]采用物理气相沉积技术制备Ni-Al金属间化合物涂层，并对其微观结构和机械特性进行了一系列的分析，X射线研究表明，NiAl涂层的成分是粒径为 10nm左右的Ni-Al金属间化合物纳米晶体，通过摩擦实验得出其摩擦系数为 0.23，较之铝合金的摩擦系数 0.28 要小。淮阴工学院的章跃[12]等人用射频磁控溅射法及一个由纯Ni和纯Al复合的特制靶材制备NiAl涂层，该涂层厚约 10μm，硬度和弹性模量分别为 11 .52GPa和 143 .42 GPa。研究表明，涂层的高硬度、低的表面粗糙度、较好的抗氧化性能及与基体之间良好的粘附性能是涂层具有良好耐磨性能的主要原因。
3）化学热处理
化学热处理[1]是利用固态扩散使其他元素渗入金属工件表面的热处理工艺，也称之为固态扩渗热处理。化学热处理是将工件放在含有渗入元素的活性介质中，加热到一定温度后进行保温，使渗入元素被吸附并扩散渗入表面层，改变表面层化学成分，致使工件表面层的组织结构和性能发生变化。形成渗层的结构遵守相图，结构是连续的，属于冶金结合。Ni-Al涂层同样可以通过渗铝的方法来制备。渗铝方法可以分为渗铝和涂覆扩散渗铝[13]两类，渗铝主要是粉末固体渗铝。固体粉末法渗铝，由于渗铝件被渗剂包围，漏渗少，容易获得致密的渗层，且设备简单，易于操作，故获得广泛应用[47]。固体粉末法渗铝获得的渗铝层组织和性能不仅与渗剂的成份有关，而且还与渗铝温度和保温时间以及被处理工件的化学成份有关[48]。涂覆扩散渗铝是在工件表面热涂一层铝，再进行扩散退火。
华东理工大学的黄志荣等人[49]采用固体粉末渗铝工艺在HK40 钢表面制备了渗铝层，试验结果表明，该渗铝层是由NiAl相和Ni3Al相组成，合金表面的抗碳化腐蚀能力得到明显的提高。哈尔滨工程大学的杨世伟等[50]采用料浆法在K4104 合金表面进行热扩散渗铝，在 1009℃经 200h的高温氧化性试验，用扫描电镜观察氧化后涂层的表面形貌。结果表明，渗Al涂层在氧化过程中已转变成连续致密的α-Al2O3氧化层和富铝的β-NiAl化合物层，使基体合金得到有效的保护，渗Al涂层具有良好的抗高温氧化性能。
4）堆焊法
堆焊是用焊接的方法，即利用火焰、电弧、等离子弧等热源将堆焊材料熔化，靠自身重力在工件表面堆覆成耐磨[21]、耐腐蚀、耐热涂层的工艺方法。堆焊法有电弧堆焊[22]、等离子弧堆焊、电渣堆焊、氧-乙炔焰堆焊等。
清华大学机械工程系的张迪等[23]使用光束堆焊法制备Ni-Al系金属间化合物涂层，该工艺过程易于实现，但堆焊材料中Ni含量过高或Al含量过高都不利于得到全部由金属间化合物组成的光束堆焊层。华中科技大学的索进平等人[24]采用WC、NiAl、 NiB和Ni粉末等混合球磨、烧结制备复合材料焊条，在球磨过程中，WC颗粒被破碎，NiAl, NiB和Ni反应生成金属间化合物Ni3Al。用氩弧焊将这种复合材料焊条堆焊在 1Cr25Ni20Si2不锈钢的表面，形成 5 mm厚的金属间化合物耐磨复合材料。通过测试，发现这种复合材料的耐磨性可达 45 钢的 3 倍以上。
5）激光表面处理[25]
使用激光进行表面处理的主要优势是：安全、清洁、无污染；可快速、局部加热材料并实现局部急热、急冷，获得特殊的表层组织结构与性能；易于加工高熔点材料、耐热材料、高硬度材料等；可在大气、真空及各种气氛中进行加工；可使用大体上相同的激光设备，通过改变激光波长及其他工艺参数进行不同工艺处理。同时，它是一种非接触性加工方法，适合自动化生产且具有生产率高、工件变形小、可精确控制质量等特点。因此，激光表面处理被认为是一种具有广阔应用前景的新技术。
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