等离子喷涂技术具有焰流温度高、沉积速率快、生产效率高、适用范围广等优势，是热喷涂技术中应用最为广泛的一种[1-2]。在众多的等离子喷涂材料中，Ni 基自熔合金 Ni60 具有良好综合性能， 常用于表面防护和修复。 由于等离子喷涂时， 喷涂材料具有很高的冷却速率，在一定工艺条件下Ni60 涂层中会形成非晶相[3-4]。 由于涂层中的非晶相在热的作用下会发生晶化， 特别是晶化温度下热处理可以形成纳米晶，因此通过热处理的方法是改善 Ni60 涂层的结合强度、抗冲蚀等性能的一种有效手段[3-5]。 目前，热处理对 Ni60 涂层的抗电化学腐蚀性能还有待研究。
本文采用等离子喷涂的方法，通过工艺控制，制备出含有大量非晶态的 Ni60 涂层，研究热处理温度对涂层在 0.5M 的 H2SO4溶液中的电化学性能的影响，探讨提高涂层性能的优化热处理工艺。
1 实验材料与方法
等离子喷涂所用基底材料为 70mm×30mm×3.5 mm 的 Q235A 钢，喷涂材料为商业 Ni60 自熔合金气雾化粉末。 其化学成分(质量分数，%)为：15～20Cr，3.0 ～4.5B，3.5 ～5.5Si，0.5 ～1.1C，e<5.0，Ni余量。 粉末粒径 44～105μm。 喷涂前，基底经除油、干燥后， 使用 24 目的棕刚玉砂进行表面喷砂粗化。涂层用 APS-2000 型大气等离子喷涂系统进行制备。 喷涂工艺为：电压 60V，电流 500A，氩气流量45 L/min，送粉量 2.5 kg/h，喷涂距离 120 mm，涂层厚度控制在 200μm 左右。 涂层热处理在电炉中进行，热处理规程为 200～700℃保温 1h，空冷。
喷 涂 态 、热喷涂粉沫、 热 处 理 后 涂 层 、 基 体 Q235 以 及1Cr18Ni9Ti 不锈钢的极化曲线测试在Autolab pastat302 型电化学工作站上进行。 采用三电极体系，工作电极裸露面积为 10mm×10mm，其余部分用环氧树脂涂覆。辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。 测试溶液为 0.5M H2SO4，温度为室温。 动电位扫描速度为 1mV/s。 试验前将工作电极浸入溶液中，待开路自腐蚀电位稳定后开始测试。
2 实验结果及讨论
2.1 喷涂态涂层的电化学性能
图 1 是涂层、 基底 Q235A 钢以及 1Cr18Ni9Ti不锈钢在0.5 M的HZSO、中的极化曲线。可以看出，喷涂态涂层的阳极极化曲线具有典型的四个阶段:即活化区、过渡区、稳定钝化区和过钝化区。在活化区，随着电位升高，涂层中的金属以低价的形式溶解为水化离子，电流密度升高。涂层的腐蚀电位Ecoll为一0.321 V(相对于SCE)，比不锈钢的一0.465 V和Q235A的一0.475 V要正。在活化区，用塔费尔外推的方法可获得活性溶解区的腐蚀电流密度[<<}，其结果见表1。涂层的腐蚀电流密度Ico二为0.346mA"cm Z,比低碳钢基底低一个数量级，只有不锈钢的1/2。根据Fraday定律由腐蚀电流密度算出3种材料的腐蚀速度也列于表1中。涂层在溶液中的腐蚀速度最小，为4.31 mm " a '，而基底的腐蚀速度可达60.23mm"a',涂层的耐蚀性是基底的14倍，是不锈钢的1.8倍。前期的研究表明[[4]:所制备的涂层中含有大量的非晶态，所以涂层在溶液中的抗腐蚀性能良好。
随着电位的进一步升高，电流密度下降，涂层在阳极电势的作用下发生了钝化。在0.2 v左右涂层
进入稳定钝化区，维钝电流密度在2 mA " cm-Z左右。与不锈钢相比，涂层具有更小的致钝化电流密度(大约为6mA"cm Z)，但两者的维钝电流密度相差很大，涂层比不锈钢要高一个数量级。由于涂层中含有大量非晶态，且含有金属Cr，在发生腐蚀时，表而很快形成钝化膜，容易进入钝化;但涂层中存在孔隙、未熔颗粒等缺陷，钝化层的稳定性较差，故维钝电流较大。
2.2热处理对涂层电化学性能的影响
不同温度下热处理1h后涂层在O.SM HZSOQ溶液中的极化曲线见图2。经过不同温度热处理，涂层
的极化曲线与喷涂态涂层具有相同的趋势，也具有活化区、过渡区、稳定钝化区和过钝化区四个阶段。
表2中给出了不同涂层的维钝电流密度h,腐蚀电位E}。二以及活化阶段应用塔费尔外推腐蚀电流密度
孺.。从图2和表2结果看，热处理温度对涂层电化学性能的影响规律，可分两段来分析:200^-400 0C和500一700℃。
在200^-400℃热处理，涂层的腐蚀电位E}。二比喷涂态的更正，随热处理温度升高，E}。二向负方向偏移，逐渐接近喷涂态的腐蚀电位;在维钝阶段，随热处理温度升高，维钝电流密度随之增大，但都比喷涂态涂层具有更小的维钝电流密度;此范围内热处理后，涂层的腐蚀电流密度Icolf比喷涂态小，以200 0C和300℃时热处理具有最小的腐蚀电流密度，在3.2 x10-SA}cm Z左右，比喷涂态涂层的3.46x 10}A}cm-Z小一个数量级。可见，涂层在200^-400℃热处理，涂层的腐蚀电流密度和维钝电流密度下降，涂层的抗腐蚀性能得到提高。结合前期研究中的XRD结果(见文献[4])，在此温度范围内热处理，涂层没有发生明显的相转变，涂层中非晶态发生结构驰豫，能量变低，均匀性变好;另外，这个温度区间段热处理对涂层还起到回火的作用，降低了涂层中的残余应力水平，两者的综合作用提高了涂层的耐腐蚀性能。 500^-700℃热处理，涂层的腐蚀电位比喷涂态要负，但都相差不大。热处理后，涂层的维钝电流密度变大，特别是600 ^-700℃时，涂层维钝电流密度要比喷涂态大一个数量级。但是热处理后涂层的腐蚀电流密度h .仍比喷涂态小，而且随热处理温度升高，h .逐渐减小。热处理后的涂层的活化溶解阶段的抗腐蚀性能得到提高，只是在维钝阶段，涂层的钝化效果稍有变差。在此温度段下热处理，涂层产生晶化[[4]，非晶态结构消失，但是涂层中层片间发生高温扩散，增加了层片间的结合，这有利于阻碍涂层在活化阶段的溶解，提高涂层的抗腐蚀性能。另外，涂层产生晶化后，原本为非晶和晶态复合结构变得更为均一，减少了多种结构产生的电偶腐蚀[7]。但是此温度加热析晶后，在晶态相上形成的钝化膜稳定性可能比非晶态上的要差，造成在维钝阶段维钝电流密度变大。
3结论
(1)涂层具有良好的抗腐蚀性能，在0.5 M的HzS04溶液中存在阳极钝化，腐蚀电位为一0.321 V(相对于SCE) ,腐蚀电流密度为3.46 x 1 OVA } cm Z，在0.5 M HZSO、的抗腐蚀能力分别是Q235A低碳钢和1 Crl 8Ni9Ti不锈钢的14和1.8倍。
(2)不同温度热处理1h，涂层在O.SM HZSOQ溶液中的腐蚀电流密度都比喷涂态降低，涂层的耐蚀性提高，以200^-300℃热处理1h提高最为显著。200^-400℃热处理1h后的涂层维钝电流密度降低;而500 -700℃下热处理1h具有比喷涂态涂层更高的维钝电流密度。
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