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摘要
为提升装载机铲斗的耐磨性,在30CrMnSi锰钢表面使用激光熔覆技术分别制备NiCr/TiC,NiCr/TiC-Cu和NiCr/TiC-Cu-WS2 3种复合涂层。通过扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对涂层的显微组织及物相进行了分析。采用摩擦磨损试验及显微硬度测试对涂层的耐磨性能及硬度进行了综合评估。NiCr/TiC涂层中没有发现明显的裂纹及气孔,涂层组织结构足够致密,主要由γ-(Ni, Fe)固溶体、硬质相TiC及单质Cr组成,涂层的硬度相较于基体提升了大约2.5倍,涂层与对偶件磨损形成了大量犁沟,磨损机制以磨粒磨损及疲劳磨损为主。由于加入了软金属Cu使得NiCr/TiC-Cu复合涂层的显微硬度下降,涂层的摩擦系数和磨损量均有所降低,仅有少量的犁沟存在于磨损表面,磨损机制主要为黏着磨损。NiCr/TiC-Cu-WS2涂层除了含有γ-(Ni, Fe)固溶体、硬质增强TiC和润滑相Cu以外还存在TiWC2复合碳化物和少量的CrxSy润滑相,仅有很微弱的犁沟存在于涂层磨损表面,黏着磨损和微犁磨损为其磨损机制。激光熔覆制备镍基复合涂层中TiC的存在显著提高了涂层的硬度,单一金属Cu的加入使得涂层的润滑性能有所改善,CrxSy,Cu和TiWC2的协同润滑作用使得涂层的减摩抗磨性能进一步提高。所制备的3种复合涂层中,NiCr/TiC-Cu-WS2涂层具有最佳的减摩抗磨性能。
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