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超音速等离子喷涂涂层的耐磨性能

时间:2018-10-08 19:57:48  来源:  作者:

 喷涂涂层的耐磨性能主要取决于涂层成分、相组成、粒度与含量。涂层的耐磨性能还与涂层的结合强度、硬度、孔隙率,涂层颗粒大小及碳化物颗粒大小和含量等因素有关。结合强度高、硬度高、孔隙率小且含有一定数量细小碳化物颗粒的涂层具有较好的耐冲蚀磨损性能。耐磨层材料一般包括陶瓷和金属合金。Cr2O3基陶瓷涂层具有优异的高温稳定性、耐化学腐蚀性、高硬度和低摩擦因数,因此,在高温、腐蚀和磨损环境中可作为一种有效的表面防护手段。张建等采用超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备Cr2O3-Ni-5%Al(质量分数)陶瓷涂层。涂层断口形貌为典型的片层状组织,在涂层的抛光截面上可见紧密的富铬带均匀分布;Cr2O3涂层的孔隙率为1.2%,显微硬度为1640HV0.3;涂层在室温下的摩擦因数约为0.4,其磨损机制为磨粒磨损。通过比较基体与涂层试样的摩擦因数变化,可知耐磨性能的提高主要是喷涂后涂层在不同阶段有不同的机理,在跑合阶段表现为减磨润滑,在稳定磨损阶段与基体相当,在严重磨损阶段表现为硬质耐磨。

此外,采取一些后处理工艺如激光重熔、热处理、离子注入等可以提高涂层的内聚强度和力学性能,进一步提高涂层的使用性能,改善涂层耐磨性能。召煜等在45钢基体上超音速等离子喷涂FeCrBSi涂层,研究了200~800热处理对涂层的残余应力状态的影响。结果表明,随着退火温度的升高,涂层表面残余拉应力下降,残余应力由拉应力变为压应力;涂层的压应力值随着退火温度的升高而不断变大;适当的热处理工艺可以有效地降低涂层表面残余应力,提高耐磨性能。当退火温度在260左右时,涂层表面残余应力从拉应力转变为压应力,且压应力值随着退火温度的升高而不断增大,温度升高到大约400以上时,压应力保持在80MPa左右。

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