软/硬质摩擦偶件材料对Ni3Al基涂层宽温域内摩擦学行为的影响

目的 合理选用摩擦偶件材料,以减缓Ni3Al基涂层宽温域内的摩擦磨损.方法 分别以WC-Co和316L为摩擦偶件,研究25～800℃内其对Ni3Al基涂层润滑和磨损机理的影响.采用高温硬度仪测试摩擦偶件在不同温度时的硬度,采用附带能谱仪的扫描电子显微镜观察磨损表面、磨斑和磨屑的形貌并测试成分,采用拉曼散射仪测试磨损表面和磨斑的成分.结果 在25～800℃,随温度的升高,两种摩擦副的摩擦系数具有一致的变化规律.与WC-Co对摩时,涂层在各温度下均具有低磨损率,且随温度升高,磨损率呈下降趋势.在25～200℃,与316L对摩时,涂层主要表现为粘着磨损和磨粒磨损,而与WC-Co对摩时,涂层在高接触应力下发生塑性变形,抑制Ag润滑相析出和涂层剥落,使其较前者具有高摩擦系数和低磨损率.在400℃,与WC-Co对摩时,高接触应力下产生的摩擦热促使涂层发生轻微的氧化,形成NiO和NiCr2O4,使其减摩性能优于Ni3Al/316L摩擦副.在600～800℃,与316L对摩时,涂层由严重的粘着磨损转变为氧化磨损;而与WC-Co对摩时,涂层由氧化磨损和剥层磨损转变为氧化磨损.此外,800℃时,Ni3Al/316L摩擦副的摩擦磨损发生在光滑润滑膜与粗糙转移膜之间,而Ni3Al/WC-Co摩擦副发生在光滑的润滑膜与转移膜之间.结论 在25～800℃,涂层与316L和WC-Co对摩时均具有良好的减摩性能,且与WC-Co对摩时具有更优的耐磨性能.     

低压冷喷涂镍基金属陶瓷复合涂层的摩擦学性能研究

目的 研究镍基陶瓷复合涂层的摩擦学性能,为现场修复泥浆泵关键部件提供实验支撑.方法 采用低压冷喷涂技术,在Q235钢表面分别制备不同Al2O3和ZrO2含量的镍基金属陶瓷复合涂层.通过HT-1000摩擦实验机测试大气气氛下涂层的摩擦磨损性能,采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱的扫描电镜(SEM)表征复合涂层的微观组织和物相组成,利用维氏显微硬度仪测试复合涂层硬度.结果 陶瓷颗粒添加量为9％～33％(以体积分数计)时,涂层硬度随着Al2O3含量的增加,呈先增后减的趋势,而随着ZrO2增加,涂层的硬度呈先减再增的趋势.这主要是因为不同类型陶瓷颗粒的添加使涂层的致密度发生了变化.Ni-Al2O3复合涂层摩擦因数随Al2O3含量增加,呈现先减后增的趋势,涂层磨损机理由粘着磨损向磨粒磨损转变,而Ni-ZrO2复合涂层摩擦因数大致稳定在0.2附近.Ni-Al2O3复合涂层的磨损率随Al2O3含量的增加,呈现先减后增的趋势,而ZrO2含量增加,Ni-ZrO2复合涂层的磨损率则呈现先增后减的趋势.当加入23％Al2O3颗粒时,涂层的耐磨性能明显改善,摩擦因数低至0.149,磨损率为3.18×10–5 mm3/(N·m).结论 陶瓷颗粒的加入可有效提高涂层的耐磨性能,但耐磨性能也受添加颗粒尺寸因素的影响.该研究结果为泥浆泵关键部件的修复提供了一定的理论数据支撑.