【摘 要】
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摩擦磨损是零件的主要失效形式之一,因此提高材料表面的耐磨性变得至关重要。等离子熔覆技术目前已经发展为非常成熟的一种表面改性技术,可以制备组织均匀、综合性能优良的自润滑涂层。本文以提高材料表面的减摩耐磨性能为背景,选用耐磨、耐腐蚀、润湿性优良的镍基材料作为粘结相,用等离子熔覆技术在HT250灰铸铁表面制备了以陶瓷相Ti3AlC2为自润滑添加剂的镍基涂层以及添加MoS2的复合涂层和Ce O2改性的复合
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摩擦磨损是零件的主要失效形式之一,因此提高材料表面的耐磨性变得至关重要。等离子熔覆技术目前已经发展为非常成熟的一种表面改性技术,可以制备组织均匀、综合性能优良的自润滑涂层。本文以提高材料表面的减摩耐磨性能为背景,选用耐磨、耐腐蚀、润湿性优良的镍基材料作为粘结相,用等离子熔覆技术在HT250灰铸铁表面制备了以陶瓷相Ti3AlC2为自润滑添加剂的镍基涂层以及添加MoS2的复合涂层和Ce O2改性的复合自润滑涂层,分析对比了各熔覆层的宏观成型质量、微观组织、显微硬度和摩擦学性能以及其磨损机制。此外,还研究了转速、载荷和润滑条件的改变对熔覆层摩擦学性能的影响,结果表明:在Ni60A+Ti3AlC2的体系中,随着Ti3AlC2含量的增加,Ni60A+Ti3AlC2熔覆层的摩擦系数呈先降低后升高的趋势。其中Ni60A+10%Ti3AlC2熔覆层的摩擦系数最小且为0.383,较Ni60A熔覆层的摩擦系数降低了29.6%。随着Ti3AlC2含量的增加,Ni60A+Ti3AlC2熔覆层的磨损失重呈先降低后升高的趋势,其中Ni60A+10%Ti3AlC2熔覆层的磨损失重最小且为1.9 mg,较Ni60A熔覆层的磨损量降低了53.7%。在Ni60A+Ti3AlC2+MoS2的体系中,随着MoS2含量的增加,摩擦系数先降低后升高,MoS2含量为5%时的摩擦系数最小且为0.348。比添加单一自润滑剂的Ni60A+10%Ti3AlC2熔覆层（其摩擦系数为0.383）的摩擦系数稍有下降。经Ce O2改性后的摩擦系数稍有下降,当加入0.5%的Ce O2时,涂层耐磨性提高,摩擦系数仅为0.330,添加Ce O2降低了粘着磨损和微观剥落磨损程度。干摩擦条件下,在一定的转速范围内,摩擦系数随转速升高的变化规律总体呈现先降低后增高的趋势,磨损量随着转速升高呈现先降低后升高的趋势。干摩擦时,熔覆层的摩擦系数随着载荷的增加先减小后增大,磨损量随着载荷的增加呈现升高的趋势。与干摩擦相比,油润滑条件下各熔覆层的摩擦系数显著下降,基本都在0.11～0.14左右,且摩擦系数曲线波动很小,几乎是平直的。
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