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不同摩擦参数下NiCr-Cr3C2涂层摩擦学性能研究

时间:2016-08-19 09:32:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2016-08-19讯:

NiCr-Cr3C2是应用最为广泛的金属/陶瓷复合材料之一,具有优良的抗磨损性能,已经广泛应用于连铸连轧轧辊表面耐磨涂层,火力发电厂燃煤锅炉“四管”耐气体冲蚀涂层,内燃机车汽缸套内壁耐磨涂层等领域。

超音速等离子喷涂是近年来热喷涂技术的前沿领域,用此工艺制备的NiCr-Cr3C2涂层致密,其抗热震性能和与超音速火焰喷涂(HVOF)相似,但成本仅为HVOF的一半,因此,采用超音速等离子制备NiCr-Cr3C2涂层将成为今后的发展趋势。耐磨性能是NiCr-Cr3C2涂层的主要性能之一,已有研究对NiCr-Cr3C2涂层的磨粒磨损性能进行了研究。

摩擦条件对涂层的摩擦性能有较大的影响,对于不同摩擦条件(摩擦副、载荷、和摩擦频率)下,涂层摩擦行为的相关工作还较少。本文采用超音速等离子喷涂工艺制备NiCr-Cr3C2涂层,对涂层形貌进行了观察,测试了涂层的硬度、孔隙率、粗糙度等涂层基本性能;研究了摩擦参数对涂层摩擦系数的影响。

选用的基体材料为1Cr18Ni9Ti,试样制成Φ24mm×7.8mm的圆盘。等离子喷涂前,将试样打磨平整并用白刚玉(24目)进行喷砂处理。喷涂用的KF-71合金粉末化学成分(质量分数,%)为25NiCr,75Cr3C2;其熔点1400℃,粒度-325目~+400目,松装密度2.26g?cm-3。采用某单位开发的高效能超音速等离子喷涂系统(HEPJ)制备厚(400±20)μm的NiCr-Cr3C2涂层。将已经喷砂处理的试件固定在筒形夹具上,夹具由转台带动旋转,喷涂过程中和喷涂后,用压缩空气对试样进行冷却。喷涂线速度为40m/min,送粉量40g/min。

采用超音速等离子喷涂设备(HEPJ)制备了NiCr-Cr3C2涂层,涂层组织均匀致密,硬度较高。在本实验条件下,摩擦副和载荷对摩擦系数有较大影响,摩擦频率(速度)对摩擦系数影响较小。SiC具有高硬度和良好的散热性,是较为理想的摩擦副。载荷过小使磨合阶段时间过长,不利于摩擦。




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