超音速火焰喷涂(HVOF)涂层结合强度高、致密性好,已在航空、电力、冶金、造纸及石油化工等领域获得了广泛的应用。镍基合金材料具有良好的耐磨性和耐蚀性,是最具应用前景的涂层材料之一。在其中添加适量的固体润滑剂,可以有效地改善合金的摩擦学特性,提高其润滑性能,拓宽其使用范围。Ni包MoS2和Ni包C(石墨)分别作为常用的固体润滑添加剂能够显著降低涂层的摩擦系数,减轻磨损,用于制备自润滑涂层,虽然Ni60涂层的抗拉强度有所降低,但其摩擦系数和磨损率明显降低。将两者一起作为涂层的复合自润滑剂的研究,目前鲜见报道。为此,本工作以Ni60为基体粉末,Ni包MoS2和Ni包C(石墨)为复合自润滑剂,采用超音速火焰技术制备自润滑涂层,以涂层最终的摩擦学特性和结合强度来衡量Ni包MoS2及Ni包C的添加量对涂层性能的影响,采用均匀试验方法得出了最佳摩擦学性能的喷涂粉末配比。
结论
(1)109号焊条堆焊合金层硬度达到58.9HRC,相对耐磨性是淬火态45钢标准件的1.71倍,且抗裂性很好,连续堆焊无裂纹。
(2)堆焊层的耐磨性和抗裂性主要由堆焊层中碳化物的结构性能及数量分布决定。在中高冲击应力作用下,抗裂性较好的材料较好地阻碍了裂纹的扩展,能够更有效地实现对材料的保护。
(3)在马氏体和奥氏体的高强韧混合基体上,均匀弥散分布着原位合成的高硬度的NbC,CrC,FeC等复合碳化物质点,使堆焊层获得了良好的耐磨性和抗裂性。
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