机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (24): 177-187.doi: 10.3901/JME.2024.24.177
韩冰源1,2, 高祥涵3, 杜文博4, 李洪亮5, 崔方方2, 吴海东2, 朱胜4
Han Bingyuan1,2, Gao Xianghan3, DU Wenbo4, LI Hongliang5, Cui Fangfang2, WU Haidong2, Zhu Sheng4
摘要: 镍基合金是一种典型的高温合金材料,具有硬度高、热稳定性好、耐磨性好等特点,被广泛应用于航空、汽车发动机、工业零部件的表面强化。采用等离子喷涂技术在ZL109铝合金表面制备Ni60合金涂层,并对其在不同温度(T=25 ℃、100 ℃和350 ℃)下的摩擦学性能进行了评价。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)和能谱仪(Energy dispersive spectroscopy,EDS)对不同喷涂距离(D=100 mm、110 mm和120 mm)制备的Ni60合金涂层进行了物相分析和微观形貌表征。结果表明:随着喷涂距离的增加,气孔、微裂纹等缺陷逐渐减少;孔隙率由2.2%降至0.76%,分形维数由1.83降至1.57;粉末和涂层的元素组成(Ni、Fe、Cr、Si、C、B)和相组成(Ni3Fe、Cr23C6和Cr7C3)基本相同;喷涂后涂层的显微硬度约为基体的5倍。当D=120 mm时,涂层的显微硬度和结合强度最高,分别为804 HV0.1和26 MPa±2 MPa。稳定阶段涂层的摩擦因数随温度的升高而减小,变化范围在0.1~0.2之间。随着摩擦温度的升高,涂层磨痕的宽度、深度和体积逐渐增大。
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