纳米WC增强Ni基涂层组织及摩擦磨损性能

作者：疏达; 崔祥祥; 李铸国^*; 孙际超; 王刚; 司武东; 戴思超; 陈许

来源：激光与光电子学进展, 2020, 57(21): 179-187.

DOI：10.3788/LOP57.211401

• 激光光学
• 纳米碳化钨
• 激光熔覆
• Ni60合金
• 微观组织
• 摩擦磨损性能

为增强42CrMo钢表面硬度及耐磨性,利用半导体激光器在基体表面制备了质量分数分别为0、10%、20%、30%及40%nano-WC粉末的Ni60增强涂层。采用OM、SEM、EDS、XRD对试样的微观组织与相成分进行表征,利用数显显微硬度计和高温摩擦磨损试验机进行力学性能及摩擦磨损性能测试。结果表明,nano-WC增强Ni60涂层表面成形良好。增强涂层的组织形貌呈条状、树枝状、鱼骨状、块状和粒状;物相以奥氏体Ni-Fe相为主,nanoWC一部分保留下来,一部分形成了W2C新相;涂层中还生成有Cr23C6、M6C、Cr7C3复合碳化物及CrB和NiW等复杂化合物。nano-WC增强涂层的显微硬度最大可达1256HV0.2,比Ni60合金涂层提高了约50%。增强涂层的最小磨损体积为1.29mm3,仅为Ni60合金涂层的1/7;增强涂层平均摩擦系数可低至0.275,而Ni60合金涂层平均摩擦系数为0.530,降低了约48%。摩擦磨损研究表明nano-WC增强涂层磨损机制主要为黏着磨损,同时还伴有轻微的磨粒磨损。

• 单位
  安徽工程大学; 上海交通大学