碳钢表面原位反应电火花沉积TiN金属陶瓷强化涂层摩擦磨损行为与机理

作者：辛昊; 王小龙^*; 高立; 田晋; 齐泽昊; 谭业发

来源：热加工工艺, 2020, 49(08): 109-119.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.20181656

• 电火花沉积
• TiN
• 强化涂层
• 力学性能
• 摩擦磨损

为了提高机械装备零部件的耐磨性能,运用电火花沉积技术,以工业纯钛作为电极材料,用高纯氮气作为反应与保护气体,在碳钢表面制备TiN金属陶瓷强化涂层。优化了电火花沉积工艺参数,分析了TiN金属陶瓷强化涂层的微观组织,测试了其力学性能,研究了其摩擦磨损行为与机理。结果表明:在最佳沉积工艺参数(放电电压80 V、沉积功率630 W、氮气流量15 L/min、比强化时间3 min/cm2)时,可制备出最优性能的TiN金属陶瓷强化涂层,强化涂层与碳钢基体之间呈冶金结合,厚度约为50μm,并且该涂层具有优异的耐磨损性。在低载荷摩擦条件下(4 N),强化涂层表现为轻微磨损,其磨损机理主要是微观切削磨损;在中载荷摩擦条件下(8 N),强化涂层磨损量增大,其磨损机理转变为微观切削磨损和多次塑变磨损,并伴随三体磨粒磨损;在高载荷(12 N)摩擦条件下,强化涂层严重磨损,磨损机理主要为微观断裂磨损,并伴随着多次塑变磨损。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学; 野战工程学院