| 超音速激光沉积Cu-Al2O3-石墨复合涂层微观结构及耐磨损性能 |
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| 引用本文： | 孙启帆,林钟卫,刘博,章钢,李波,姚建华.超音速激光沉积Cu-Al2O3-石墨复合涂层微观结构及耐磨损性能[J].表面技术,2024,53(5):115-125. |
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| 作者姓名： | 孙启帆 林钟卫 刘博 章钢 李波 姚建华 |
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| 作者单位： | 浙江工业大学 机械工程学院，杭州 310014;国网宁夏电力有限公司超高压公司，银川 750001 |
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| 基金项目： | 国网宁夏电力有限公司科技项目(5229CG200069);浙江省自然科学基金(LY22E050017) |
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| 摘 要： | 目的 研究不同石墨含量对超音速激光沉积Cu-Al2O3-石墨复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能的影响。方法 利用扫描电子显微镜、能量色谱仪、维氏硬度计、激光共聚焦扫描显微系统、X射线衍射仪、摩擦磨损测试对复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能及磨损机制进行分析。结果 随着原始粉末中镀铜石墨质量占比的增加，Cu-Al2O3-石墨复合涂层的沉积效率逐渐降低。基于Al2O3颗粒的原位喷丸效应及激光辐照的加热软化效应，复合涂层具有致密的微观组织，且复合涂层与基体界面结合良好。单一添加Al2O3颗粒可以将Cu涂层的硬度从108.19HV0.2提高至121.82HV0.2。随着石墨含量的增大，涂层的显微硬度逐渐降低，镀铜石墨在原始粉末中的质量分数从5%增至15%，Cu-Al2O3-石墨复合涂层的硬度从116.09HV0.2降至94.17HV0.2。添加石墨能够在复合涂层表面形成固体润滑层，降低复合涂层的摩擦因数，提升涂层的耐磨损性能。CuAlGr10复合涂层具有最优的耐磨损性能，磨损率为0.7×10?4 mm3/(N.m)。此外，由于激光辐照促进了复合涂层内部颗粒间的界面结合，均匀分散在石墨润滑相中的Al2O3颗粒作为负载支撑和耐磨相，可进一步降低复合涂层的磨损率。结论 Cu-Al2O3-石墨复合涂层优异的耐磨性能是润滑相石墨颗粒和硬质增强相Al2O3颗粒共同作用的结果，石墨的添加能够降低复合涂层的摩擦因数，提升涂层的耐磨损性能，但过量的石墨颗粒会对涂层产生割裂作用，导致增强相Al2O3颗粒脱离涂层，从而加剧涂层的磨损。
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| 关 键 词： | 超音速激光沉积 Cu-Al2O3-石墨复合涂层 微观组织 显微硬度 耐磨损性能 磨损机制 |
| 收稿时间： | 2023/2/21 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/5/8 0:00:00 |
Microstructure and Wear-resistant Properties of Cu-Al2O3-Graphite Composite Coatings Prepared by Supersonic Laser Deposition |
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| SUN Qifan,LIN Zhongwei,LIU Bo,ZHANG Gang,LI Bo,YAO Jianhua.Microstructure and Wear-resistant Properties of Cu-Al2O3-Graphite Composite Coatings Prepared by Supersonic Laser Deposition[J].Surface Technology,2024,53(5):115-125. |
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| Authors: | SUN Qifan LIN Zhongwei LIU Bo ZHANG Gang LI Bo YAO Jianhua |
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| Affiliation: | College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China;Ultrahigh Voltage Company, State Grid Ningxia Electrical Power Co., Ltd., Yinchuan 750001, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | supersonic laser deposition Cu-Al2O3-graphite composite coating microscopic morphology microhardness wear resistance wear mechanism |
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