非晶態(tài)金屬的原子排列沒(méi)有長(zhǎng)程有序，只是局域地保持一定的短程有序。因此，非晶態(tài)組織的結(jié)構(gòu)在宏觀(guān)層面是各向同性的，不存在晶態(tài)金屬中常見(jiàn)的位錯(cuò)、晶界、相界等各類(lèi)局部區(qū)域缺陷，使得非晶態(tài)金屬的力學(xué)性能具有自己的獨(dú)特性，即非晶態(tài)金屬具有很高的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)又具有極強(qiáng)的抗腐蝕性能。

       熱作模具在使用中除了要求模體應(yīng)有相當(dāng)高的紅硬性和韌性的適當(dāng)配合外，其表面性能對(duì)模具隨后的工作壽命極其關(guān)鍵。它們包括：抗氧化性能、耐磨損性能、抗疲勞性能等。這些性能的改進(jìn)，簡(jiǎn)單地依靠基體材料的改變和優(yōu)質(zhì)材料的運(yùn)用是困難的。

       目前，市面上的模具表面再制造強(qiáng)化處理技術(shù)，主要集中在化學(xué)熱處理、氣相沉積、激光熱處理、稀土元素表面強(qiáng)化、堆焊和超音速火焰噴涂金屬粉末等，而這些技術(shù)都會(huì)隨著溫度的升高，紅硬性大大降低，其中堆焊還會(huì)引起模具的形狀改變。通過(guò)熱噴涂涂層，可以在報(bào)廢熱作模具表面很方便地穿上一件 “外套”，不僅提高其高溫耐磨損性能，同時(shí)也能恢復(fù)已磨損尺寸。然而高溫耐磨性能的關(guān)鍵是要獲知涂層對(duì)應(yīng)的高溫硬度，鑒于以往的非晶納米晶電弧噴涂層研究很少涉及其高溫性能，作者采用電弧噴涂的方法，生成非晶納米晶涂層，再測(cè)定涂層的組織特征、高溫硬度及其耐磨性，并進(jìn)行分析提出見(jiàn)解，為熱作模具工業(yè)再制造提供表面處理的新選擇。

實(shí)驗(yàn)材料與方法

       實(shí)驗(yàn)采用團(tuán)隊(duì)自行研制的Φ2.0mm非晶噴涂絲材作為試樣表面涂層。試驗(yàn)使用高性能電弧噴涂設(shè)備；由場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡和能譜儀觀(guān)察金相；采用透射電子顯微鏡觀(guān)察組織形貌和拍電子衍射照片；X射線(xiàn)衍射儀測(cè)定涂層的相結(jié)構(gòu)。

       采用德國(guó)高溫差示掃描量熱儀進(jìn)行涂層的熱分析，采用氬氣保護(hù)，由室溫加熱到750℃，實(shí)驗(yàn)中連續(xù)加熱時(shí)選用的升溫速率為20℃/min。

       將Φ25mm×50 mm的試樣粘結(jié)在對(duì)偶棒體上，涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試，取5個(gè)連續(xù)實(shí)驗(yàn)的平均值作為結(jié)合強(qiáng)度。采用高溫維氏硬度計(jì)進(jìn)行高溫硬度讀數(shù)，試驗(yàn)溫度點(diǎn)分別為25、320、480和650℃。每個(gè)溫度做3個(gè)試樣，取平均值。采用濕式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)，先預(yù)磨500r，再磨1000 r。 以試驗(yàn)的平均值表征涂層的相對(duì)磨粒磨損性能。

       采用壓力式噴砂機(jī)，空氣壓力為0.5MPa，沖蝕角為30°，沖蝕時(shí)間為20min，以試驗(yàn)的平均值表征涂層的相對(duì)沖蝕磨損性能。

       采用按相同尺寸的Q235鋼作為試驗(yàn)參照樣塊，對(duì)比樣塊失重與噴涂件失重之比，并設(shè)定為相對(duì)耐磨/沖蝕性值。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

（1）非晶涂層的組織結(jié)構(gòu)