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超音速等离子喷涂 MoWCu 合金涂层的性能

时间:2018-05-21 20:49:43  来源:  作者:

         载流摩擦磨损是电磁轨道发射中轨道材料失效的主要原因之一。由于电磁轨道载流磨损中存在电流趋肤效应和摩擦表面效应,因此轨道的表面性能是克服失效的重要因素。又因为层状结构的电磁轨道有利于增强电感梯度,所以采用表面涂层技术有利于提高轨道性能和延长使用寿命。有研究表明,单层复合材料就可以较好地解决电磁轨道在发射中的“刨削”问题,而涂层技术是制备单层结构最简单易行的方法之一。在材料选择上,钨(W)具有抗刨削和划痕的作用,钼(Mo)则对划痕和裂纹有良好的防护效果, 因此在轨道表面制备 MoW 合金涂层是提高电磁轨道性能的重要措施。为了提高涂层的导电性,可在 MoW 合金中加入适量金属铜(Cu),制备出 MoWCu 合金涂层。由于 Mo 和 W 都是高熔点金属,普通的热喷涂技术很难将其充分熔化,而超音速等离子喷涂技术具有焰流温度高、喷涂速度快等特点,因此是制备 MoWCu 合金涂层的首选工艺。本文主要考察了采用超音速等离子喷涂制备的 MoWCu 合金涂层的性能。

(1) 采用超音速等离子喷涂技术在 45CrNiMoVA 钢表面制备了 MoWCu 合金涂层,其显微硬度平均值为 486.2 HV0.1,与基体相比提高了 1 倍,与采用相同工艺制备的纯 Mo 涂层的显微硬度相当,但略低于MoW 涂层的显微硬度。
  (2) MoWCu 涂层与基体之间是机械结合,结合强度平均值为 45.3 MPa。

  (3) Cu 的存在降低了 MoWCu 涂层的孔隙率,延长了电子自由程,使其导电率达到 8.83%IACS,比纯 Mo 涂层的导电率高 2/5 左右。
  (4) 在相同的摩擦条件下,与纯 Mo 涂层和 MoW 涂层相比, MoWCu 涂层的磨损体积最小,摩擦因数最低,其磨损机制主要以粘着磨损为主,同时伴有轻微的氧化磨损。


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