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摘要
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Zr O2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3.18×10–5mm3/(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。
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