航空发动机的高压压气机和涡轮轴部位以及热能电力装备中的摩擦运动零部件均在高温热腐蚀条件下工作,这就要求它们不仅应具有良好的润滑耐磨性能,而且应具有很好的抗高温氧化和耐高温热腐蚀性能。然而,单一材料的零部件很难满足这种苛刻的要求,因此,在其表面包覆一层高温防护涂层是最有效的解决方法之一。针对高温防护涂层材料,国内外科学工作者做了许多研究。其中,Ni基高温合金的抗氧化性和抗高温热腐蚀性能优良,是国际上目前应用最广泛的高温固体润滑耐磨涂层的基体材料之一。同时,Al2O3具有良好的物理化学性能和高的硬度,被广泛用作高温固体润滑耐磨涂层的耐磨材料。因此,文中采用NiCoCrAlY为基体材料,以Al2O3为耐磨材料,制备高温固体润滑耐磨涂层。
高温固体润滑耐磨涂层的制备多采用热喷涂技术。与其他方法相比,热喷涂技术具有诸多优点:工艺灵活,适应性强;能够喷涂金属、陶瓷和塑料等多种材料;不受施工场所和被喷涂工件尺寸的限制;对基体材料的热影响比较小。因此,热喷涂技术在高温防护涂层的制备中得到了广泛的应用,特别是其中的等离子喷涂技术应用尤为广泛。
文中采用等离子喷涂技术在45#钢表面制备了NiCoCrAlY/Al2O3高温固体润滑耐磨涂层,并对该涂层的抗氧化性能进行了研究,探讨了NiCoCrAlY/Al2O3高温固体润滑耐磨涂层的抗氧化机理。
结论
1)采用喷雾造粒、化工冶金包覆技术制备了NiCoCrAlY/Al2O3复合粉体,并采用等离子喷涂技术制备了NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层。
2)NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层具有良好的高温抗氧化性能,氧化96h以后,涂层的氧化质量增量为4.9mg/cm2左右。
3)涂层中Ni,Cr和Al的氧化以及硬质相Al2O3的加入是涂层抗氧化的主要原因。
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