涂层的形成过程和机制取决于单个熔滴粒子的沉积行为。为了获得单个熔滴粒子在撞击基体表面后的变形形态，分析熔滴粒子的受热、熔化、变形以及在基体表面的沉积行为，在制备试样前用相同的不锈钢基体材料切割成60mm×80mm×5mm的方块并将表面磨光，用不同的HVOF喷枪以制备试样涂层时相同的工艺参数快速的在方块镜面上喷扫一道，使方块表面能沉积单层稀疏的粉末粒子。由于热喷涂层为层状结构，其涂层的性能和失效行为主要取决于涂层沉积过程中的变形特性和沉积后的表面形貌，因此本文采用光学显微镜（OM）及扫描电镜（SEM）观察方块试样上沉积的喷涂粒子表面形貌，分析其变形特征。 图1为HVOLF工艺沉积的多尺度微纳米和纳米WC-10Co4Cr扁平粒子SEM形貌，其中图1（a）与（b）分别为多尺度WC-10Co4Cr粒子单层平铺的变形形貌和单个扁平粒子的形貌，图1（c）与（d）分别为纳米WC-10Co4Cr粒子单层平铺的变形形貌和单个扁平粒子的形貌。由图1可以看出HVOLF喷涂的粒子在撞击到基体表面后扁平化程度都非常高。而且从图1（b）和1（d）可以看到HVOLF沉积的熔滴粒子以撞击点为圆心基本呈圆形平铺于基体表面，没有产生飞溅。同时从图1（b）和1（d）可以观察到多尺度和纳米WC-10Co4Cr扁平粒子形貌存在一定的差异：多尺度变形颗粒的中部基本呈平形，而纳米变形颗粒的中部呈下凹。
图1 HVOLF喷涂的多尺度和纳米WC-CoCr扁平粒子SEM形貌
图2为HVOLF沉积的纳米WC-10Co4Cr扁平粒子OM形貌，由图2（a）可以看到，HVOLF沉积的粉末熔滴撞击到基体后呈圆形附着于基体材料表面，同时发现圆形扁平粒子中心有明显的亮色区域。从图2（b）的三维形貌图中可观察到圆形扁平粒子中心的亮色区域下凹，熔滴四周凸起，并导致了粒子冲击中心附近的基体也发生变形。从图2（b）可以看到大部分沉积的扁平粒子中心都存在亮色区域，这表明圆形扁平粒子中心的亮色区域下凹并不是个别粒子的变形沉积行为，而是HVOLF沉积纳米WC-10Co4Cr粒子中普遍存在的现象。
图2 HVOLF喷涂的纳米WC-10Co4Cr扁平粒子OM形貌
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