磨损和接触疲劳是旋转类零部件主要的表面失效形式。等离子喷涂是一种重要的表面修复技术,但是由于喷涂层内部存在孔隙、裂纹、氧化夹杂物、涂层与基体结合差等缺陷,极大地限制了其应用范围。采用激光重熔、电子束重熔、火焰重熔和氩弧重熔等技术可有效地改善涂层质量。因此,为了拓展等离子喷涂层的应用范围,有必要深入研究重熔处理对等离子喷涂层的影响。本文主要针对氩弧重熔对FeCrBSi等离子喷涂层组织、耐磨性以及接触疲劳性能的影响展开研究。首先采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析了喷涂层和重熔层的显微结构及相组成;其次采用显微硬度计和纳米压痕仪分析了重熔前后涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性;随后采用拉伸法测试了涂层和基体间的结合强度;最后采用点线式摩擦磨损试验机和滚滑接触疲劳试验机分别测试了喷涂层和重熔层在不同载荷作用下的磨损性能和不同滑差率条件下的接触疲劳性能。结果表明:(1)氩弧重熔处理显著地减少了涂层中的气孔、微裂纹、未熔颗粒等缺陷,使喷涂层的组织均匀致密。重熔处理后涂层的弹性模量、显微硬度和断裂韧性分别提高了53.2%、33.4%和287.6%,并且涂层与基体界面结合方式由机械结合转变为冶金结合,改善了喷涂层与基体间的结合强度。(2)摩擦磨损试验中,在10N、20N、30N和40N载荷作用下重熔层的磨损体积比喷涂层分别降低了32.1%、51.5%、60.7%和55.7%,氩弧重熔处理显著地改善了喷涂层的耐磨性。喷涂层的主要失效模式为剥落和磨粒磨损,呈现出脆性断裂特征,重熔层的主要失效形式为黏着磨损和疲劳磨损,呈现出塑性变形和犁沟特征。(3)在滚/滑接触疲劳试验中,重熔层的特征寿命远大于喷涂层的特征寿命,氩弧重熔处理显著地改善了喷涂层的耐疲劳性能。表面磨损、剥落和分层是喷涂层和重熔层典型的三种失效模式,喷涂层的主要失效模式为分层,重熔层的主要失效模式为表面磨损和剥落。表面磨损失效主要与接触副和涂层之间的微观滑动有关;剥落失效主要与最大剪切应力有关;分层失效主要是由于涂层与基体间结合强度不足造成的。(4)涂层在疲劳服役过程中主要包括正常接触、疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展及失去材料四个阶段。喷涂层的裂纹扩展阶段较短,失效具有突发性,重熔层的裂纹扩展阶段较长,失效具有非突发性。