大气等离子喷涂CuAl/hBN涂层的高温磨损性能

利用大气等离子喷涂工艺制备了铝-六方氮化硼(Al/hBN)和铜铝-六方氮化硼(CuAl/hBN)可磨耗封严涂层，表征了两种涂层的形貌、物相、硬度、结合强度、h BN烧损及450°C下的磨损性能。结果表明，相较于Al/hBN涂层，CuAl/hBN涂层的h BN烧损比例降低了20.2%,h BN相与孔隙更加细小及分布均匀，洛氏硬度小幅度升高且在不同部位上的差异更小，结合强度虽降低了2.67 MPa，但仍符合工程应用标准。在高温磨损试验中，CuAl/hBN涂层的质量损失不到Al/h BN的1/10,Al/hBN涂层的磨损机制以黏着磨损为主，而CuAl/hBN涂层以磨粒磨损为主，同时伴有少量的氧化磨损。CuAl/hBN涂层的摩擦副质量略有减小，其表面粘附的涂层极少；Al/hBN涂层的摩擦副则因涂层转移而导致质量增加。在Al/hBN可磨耗封严涂层中添加枝晶Cu能够明显抑制喷涂过程中非金属相的烧损，令非金属相的含量及分布得到明显改善，从而提高涂层的硬度及耐磨耗性能，以及与对磨部件的摩擦相容性。