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摘要
目的 获得一种既具有一定厚度又能保持优异性能的厚涂层，期望广泛用于机械设备零件的表面强化以及再制造。方法 采用反应等离子喷涂技术在42CrMo钢基材上制备不同Ti N含量的Ni60B-TiN复合涂层并对比其组织和性能，选取最优成分含量作为梯度涂层的工作层，从而确定成分梯度范围，并对梯度化设计的Ni60B-TiN梯度涂层与复合涂层进行了性能对比。利用XRD、SEM、EDS分析涂层物相组成和微观组织形貌，观察涂层磨损形貌，分析磨损行为。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机测量涂层的显微硬度和耐磨性。采用三点弯曲试验和黏结试样拉伸法测量涂层的弹性模量和结合强度。结果 反应等离子喷涂技术制备的Ni60B-TiN涂层组织致密，没有未熔颗粒的存在，仅存在少量孔隙，涂层主要由Ni基合金相(γ-Ni、Cr1.12Ni2.88、FeNi3)和Ti N相组成。30%TiN含量的涂层具有最佳的组织均匀性、最小的磨损痕迹宽度和磨损体积(0.68 mm3)，耐磨性能最好，选其作为梯度涂层的工作层最佳。梯度化设计后的涂层应力得到有效缓解，弹性模量显著提高(72 GPa)，结合强度较复合涂层高约1.7倍，提高了涂层的耐磨减摩性能。结论 采用成分梯度化设计可以获得较复合涂层更高弹性模量、结合强度和耐磨性的厚涂层。
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