真空熔覆Ni基复合涂层的制备及性能研究

作者：伍康凯; 张子健; 李松泽; 王龙龙; 李明科; 衣雪梅

来源：表面技术, 2022, 1-11.

• 65Mn钢
• 真空熔覆
• Ni基合金
• 稀土CeO2
• 耐磨防腐性能
• 磨损机理

目的 提高65Mn钢耐磨性和耐酸碱腐蚀性能。方法在65Mn钢表面通过真空熔覆技术制备了Ni基-碳化钨（WC）复合涂层，并加入稀土氧化铈(CeO2)改善其微观缺陷。通过扫描电子显微镜（SEM）结合能谱仪（EDS）观察涂层微观结构和元素分布，X射线衍射仪（XRD）测定涂层物相成分。通过维氏显微硬度计检测涂层硬度。采用带有干涉镜头的摩擦磨损试验机检测涂层的摩擦系数，以及通过三维形貌图获取磨痕宽度、深度和体积磨损量，通过磨痕扫描形貌分析摩擦磨损机理。用电化学工作站分别测试涂层在酸性和碱性腐蚀介质中的电化学性能。结果涂层主要由（Ni，Cr，Fe）固溶体，WC以及含W增强相Cr4Ni15W和Ni17W3作为主要强化相组成。涂层质量随硬质相WC含量的增加而出现孔洞和裂纹等缺陷，在CeO2的改善下，30wt%的WC硬质相涂层组织致密，无明显缺陷，平均显微硬度达900～1000HV1，是基体硬度的3～4倍。摩擦磨损性能较65Mn钢基体有明显提高，在不同试验条件下体积磨损率仅为基体65Mn钢的13.1%～17.4%，但摩擦系数略高于基体。磨痕分析表明，磨损主要以磨粒磨损为主，并伴随着选择性磨损和脱层磨损。电化学测试结果显示，涂层耐碱性腐蚀性能优于耐酸性，且均优于基体。结论在以磨损为主兼顾防腐的实际工况下，30 wt%WC+2 wt%CeO2组合的Ni基复合涂层性能最佳，此时熔覆涂层组织致密，无明显缺陷，与基体结合良好，具有优异的耐磨耐酸碱腐蚀性能。

• 单位
  西北农林科技大学; 电子工程学院