等离子喷涂 Ni3Al-Cr7C3 涂层的滑动磨损性能

利用Ni3Al具有反常高温屈服强度的特性,采用真空雾化工艺制备了不同C含量的Ni3Al-Cr7C3金属陶瓷复合粉末,采用大气等离子喷涂(APS)制备出原位自生Cr7C3相的新型Ni3Al-Cr7C3涂层,并对粉末、涂层的物相组成、显微组织及摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:研制的粉末主要由Ni3Al相和弥散分布的条状的Cr7C3相组成,且随着C含量的增加Cr7C3的体积百分比增加,粉末硬度也随之增加,C含量为4 wt.%的Ni3Al-Cr7C3粉末硬度比纯Ni3Al粉末增加了1倍以上。研制涂层微观结构及物相组成与粉末基本一致,4 wt.%及以下碳含量的涂层的硬度随C含量的增加而增加,APS制备的5 wt.%碳含量涂层结合强度仅为6.7 MPa,不适合用于耐磨防护;4 wt.%及以下碳含量的涂层结合强度基本不受C含量影响。室温下,随着碳含量的增加,涂层的磨损量减小,4 wt.%碳含量Ni3Al-Cr7C3涂层的磨损量小于NiCr-Mo-Cr3C2涂层。350℃摩擦磨损实验中4 wt.%碳含量Ni3AlCr7C3涂层的摩擦系数和磨损质量损失分别为0.39和1.27 mg,均小于NiCr-Mo-Cr3C2涂层在同实验条件下的测试值;不同温度下硬度测试结果显示Ni3Al-Cr7C3涂层的硬度随温度升高降低缓慢,在500℃左右出现拐点,500℃后硬度随温度升高不降反升。