博一建材讯：电弧喷涂技术具有喷涂效率高、喷涂质量稳定、操作方便、安全性好、成本低廉、适应性强等优点，在国内外得到了广泛的发展和应用。但是，电弧喷涂涂层由于存在如下一些固有的问题而限制了其在许多领域的直接应用，主要表现为：孔隙率高、表面粗糙度大、内聚强度及结合强度低、存在残余张应力等。现有解决这些问题的工艺（如激光熔覆）普遍过程比较复杂，需要专门的工艺和昂贵的设备，并且需要引入附加高能热过程，同时还存在诸如结构热变形、残余张应力、龟裂等问题。
超声深滚（UDR）技术的基本原理是采用可控的和优化的表面塑性变形强化方法对喷涂态金属/合金涂层进行机械强化处理。在该工艺中，是用一个光滑的刚性滚珠以恰当的压力对涂层表面进行滚压和超声冲击，使涂层和基体表面产生塑性流动，从而达到提高涂层结合强度、提高涂层内聚强度、消除或减少涂层孔隙、微裂纹，细化涂层组织，消除残余张应力，以提高涂层的耐磨性、防腐性能和抗高周疲劳性能等。
7Cr13不锈钢因价格低、性能优异（耐磨、耐腐蚀等），被广泛应用于轴类零件的修复及其他金属零件的表面强化。采用UDR技术对45钢基体电弧喷涂7Cr13涂层进行表面强化处理，旨在改善和提高7Cr13涂层的综合性能。
基体材料为45钢，尺寸为40mm×30mm×5mm。表面用24目棕刚玉进行喷砂处理后立即进行电弧喷涂7Cr13涂层。喷涂采用CMD21620型电弧喷涂设备，喷涂材料为7Cr13包芯管状丝材，喷涂工艺参数为：电压32V，电流185A，喷涂距离约200mm，雾化空气压力0.65MPa，涂层厚度约0.12mm。在ZXZ-40A型数控铣床上用自行研制的UDR-Ⅰ型超声深滚和滚光一体化的表面强化装置对涂层进行UDR处理。UDR工艺为：超声波振动频率20kHz，滚珠直径为8.0mm(GCr15钢，61HRC)，试样的纵向进给速度为150mm/min，横向进给步距为0.2mm，且纵横交错等参数处理2遍。
UDR处理后，用QUANT-200扫描电镜观察涂层形貌与孔隙率、测量厚度；用HVS1000数显显微硬度计测量硬度（加载200g，加载时间10s）；粗糙度测量采用TR200表面粗糙度仪；残余应力测量采用X-350A型X射线应力测定仪，测取方法为侧倾固定ψ法，射线产生为Cr靶，管电压为22kV，管电流为6.0mA。
摩擦磨损试验采用球-盘式往复摩擦磨损试验机。考虑到涂层应用前一般经过磨床处理，因此，磨损试样均用砂纸抛光至表面粗糙度Ra约1.0μm。磨损条件为：球径为5mm，往复长度10mm，频率5Hz，载荷15N，环境为干摩擦。每组试样为3个，取其平均值为最后结果。通过对比观察和分析摩擦曲线及磨痕的宽度、形貌来考察UDR处理后的效果。
采用新型的UDR技术对45钢电弧喷涂7Cr13涂层进行表面强化处理后，在UDR强机械冲击和滚压作用下，涂层表层产生了剧烈的塑性变形，使喷涂态涂层的粗糙表面在很大程度上得到了“削峰填谷”光整作用，提高了涂层表面光洁度及稳定性。使涂层表面显微硬度值由360HV0.2提高到602HV0.2；使表面残余压应力由45MPa提高到345MPa。且XRD衍射峰明显宽化、左移、峰强增大，说明涂层内晶粒细化、晶格畸变，同时形成了晶向平行试样表面的板织构。
UDR的剧烈机械冲击及滚压作用使涂层内部及界面附近的基体发生了强烈位错运动、滑移等塑性变形，使涂层内部及界面处的晶粒细化、孔隙消失或变小，涂层内聚强度及结合强度提高。
UDR处理后的涂层在经过磨损试验后，摩擦系数及磨痕宽度变小，摩擦学性能得到改善。这与经UDR处理后，涂层晶粒细化、组织和结构缺陷减少、内聚强度和硬度提高、表层残余压应力大幅度提高等因素的联合作用有关。
以上结果证明了UDR处理工艺作为热喷涂涂层后处理强化技术的可行性。（榕霖）
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