PDF《高速电弧喷涂 Fe -A l W C 复合涂层的摩擦学特性》

? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.

All rights reserved. http://www.cnki.net 第23 卷第3期摩擦学学报Vo l 23, No

3 2003 年5月TR I BOLO GY M ay,

2003 高速电弧喷涂 Fe-A l W C 复合涂层的摩擦学特性 朱子新1 , 徐滨士1 , 马世宁1 , 杜则裕2 , 刘维民3 (1. 装甲兵工程学院 再制造技术国防科技重点实验室, 北京 100072;

2. 天津大学 材料科学与工程学院, 天津 300072;

3. 中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室, 甘肃 兰州 730000) 摘要: 利用高速电弧喷涂技术制备了 Fe2 A l 涂层和 Fe2 A l W C 复合涂层, 在T211 型摩擦磨损试验机上对比研究了

2 种涂层同 GCr15 钢球配副时的滑动摩擦磨损特性, 并探讨了涂层的摩擦磨损机理. 结果表明: 可以将 Fe2 A l W C 复合 涂层的摩擦磨损过程划分为

3 个阶段, 随着滑动距离的增加, 摩擦系数先迅速升高, 之后缓慢降低直至平稳阶段;

由于 Fe2 A l W C 复合涂层的平均硬度较高, 且涂层中的硬质颗粒能有效地阻止裂纹的扩展, 故其耐磨性明显优于 Fe2 A l 涂层;

随着滑动速度增加, 裂纹的扩展速率加快, 并产生较厚磨屑, 从而使涂层的摩擦系数和磨损率均显著增大;

在摩擦 磨损过程中涂层表层受到拉应力与压应力的交替作用, Fe2 A l W C 涂层的主要磨损机制为剥层磨损. 关键词: 高速电弧喷涂;

Fe2 A l 金属间化合物;

复合涂层;

摩擦学特性;

磨损机理 中图分类号: TG174.

442 文献标识码: A 文章编号:

100420595 (2003)

0320174205 利用热喷涂技术在结构材料上喷涂 Fe2 A l 金属 间化合物涂层, 既能解决其难以加工成型的问题, 又 能充分发挥涂层优异的高温耐蚀和耐磨性能[1,

2 ] . 采 用优质、 高效、 低成本的高速电弧喷涂技术 (HVA S) 制备的 Fe2 A l 金属间化合物涂层具有较高的结合强 度和硬度、 较低的密度和孔隙率, 以及优异的抗高温 氧化和磨损能力[3,

4 ] , 是具有重要应用潜力的防护涂 层.但Fe2 A l 涂层在室温下的耐磨性较差, 而有些零 部件(如电厂锅炉管道受热面、 重载车辆内燃机排气 管道和汽轮机叶片等) 要求从室温到高温具有较好耐 磨性, 因此有必要寻求提高 Fe2 A l 涂层室温耐磨性的 方法 . 我们在前期研究中发现, 通过引入W C 硬质颗 粒制备得到 Fe2 A l W C 复合涂层, 能够有效地改善 Fe2 A l 涂层在室温下的组织和性能[5 ] . 为此, 我们进 一步对比考察了高速电弧喷涂 Fe2 A l 涂层和 Fe2 A l W C 复合涂层同 GC r15 钢球配副时的滑动摩擦磨损 特性, 并探讨了涂层的摩擦磨损机理, 以期为该种金 属间化合物基复合涂层的工业应用提供实验依据 .

1 实验部分 1.

1 涂层制备 采用