【摘要】：為提高馬氏體不銹鋼(0Cr13Ni4Mo)的表面硬度及耐磨性能,對不銹鋼表面進行高焓等離子噴涂WC-10Co4Cr強化,對涂層進行組織觀察和物相組成分析,并在不同溫度下進行了摩擦磨損試驗。研究表明:WC-10Co4Cr涂層組織致密,主要由WC物相構成,另外還有少量的W2C和Co25Cr25W8C2。在室溫和高溫(400℃)時,WC-10Co4Cr涂層均具有較低的摩擦因數(shù)。室溫時,基體的磨損機制主要以粘著磨損和磨粒磨損為主。WC-10Co4Cr涂層其磨損機制主要以微切削為主。400℃條件下,不銹鋼基體的磨損機理主要以粘著磨損和剝層為主,磨痕邊緣部位主要以磨粒磨損為主。WC-10Co4Cr涂層試樣的磨損機制主要以磨粒磨損為主,伴隨有剝層現(xiàn)象出現(xiàn)。
【圖文】：

典型結構，即在涂層組織中存在部分飽和固溶體，如晶粒細小，碳化物分解減少和亞穩(wěn)定相的生成等。這些組織特征均可以保證涂層優(yōu)良的化學、物理和力學特性。當涂層中固溶體含量較高時．材料硬度和耐磨性能均有提高。而細小的無偏析組織也使涂層強度升高。另外，噴涂粒子飛行速度和溫度越高，涂層粒子變形越充分，也使涂層具有高致密度。對涂層的截面進行測量，其厚度約為２２０μｍ。通過圖２的ＥＤＳ分析數(shù)據(jù)結果可知，涂層的成分含有微量的氧元素，說過涂層粉末在等離子噴涂過程中有氧化現(xiàn)象。圖２ＷＣ－ｌ０Ｃｏ４Ｃｒ涂層的能譜分析ＥＤＳａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒｃｏａｔｉｎｇ通過Ｘ射線衍射分析發(fā)現(xiàn)，高焓等離子噴涂ＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒ涂層主要由ＷＣ相構成，但也存在少量的Ｗ２Ｃ和Ｃｏ２５Ｃｒ２５Ｗ８Ｃ２，說明ＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒ粉末在等離子噴涂的過程中會發(fā)生脫碳現(xiàn)象［１４］。在熱噴涂過程中，對脫碳造成影響的主要因素包括噴涂粉末的性質(zhì)、噴涂粒子速度、粉末粒子達到的溫度噴涂氣氛等。噴涂粉末的性質(zhì)主要有：粉末相組成、粉末形貌和大小和ＷＣ顆粒尺寸。在高焓等離子噴涂過程中，粘結相熔化時，一部分ＷＣ顆粒被完全包裹，一部分ＷＣ顆粒的邊緣裸露在粘結相外。裸露的ＷＣ發(fā)生熔化，熔化的ＷＣ顆粒一部分迅速與液態(tài)粘結相混合，在噴射到基體后快速冷卻過程中產(chǎn)生非晶相，當Ｍ６Ｃ和Ｍ１２Ｃ形核能力足夠時，復雜的晶粒相形成。裸露在粘結相外表的ＷＣ顆粒邊緣遇到空氣中Ｏ２時，會被氧化成ＣＯ２，而當Ｃ來不及補充時，便形成了Ｗ２Ｃ［１５］

度達６５ＭＰａ，涂層與基體結合良好。表２基體與ＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒ涂層的硬度Ｔａｂｌｅ２ＭｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｔｒｉｘａｎｄＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒｃｏａｔｉｎｇ（ＨＶ０．１）ＳａｍｐｌｅＷＣ－１０Ｃｏ４ＣｒｃｏａｔｉｎｇＭａｔｒｉｘ１１１７９３６１．７２１３５３３８５．３３９１０３４２．８４１２２５３３５．０５１２０２３５８．３６１４８７３８５．４７１３２６３５１．８８１５５２３３２．７Ａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅ１２７４．６３５６．６圖３ＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒ涂層的結合強度隨時間的變化Ｆｉｇ．３ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒｃｏａｔｉｎｇａｎｄｍａｔｒｉｘｗｉｔｈｔｉｍｅ２．３室溫下涂層的摩擦學性能室溫條件下對不銹鋼基體和ＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒ涂層分別進行干摩擦測試，，摩擦因數(shù)隨時間變化曲線如圖４所示。摩擦磨損曲線出現(xiàn)明顯的兩個階段，即跑和階段和穩(wěn)定階段。摩擦初期，兩條曲線的摩擦因數(shù)隨時間急劇增加到某一值，這是因為摩擦副Ｓｉ３Ｎ４球與試樣表面剛接觸時，試樣表面存在許多微凸體，實際接觸面積遠遠小于名義接觸面積，在微觀應力的作用下微凸體的形變使得摩擦阻力增加［１６］。ＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒ涂層表面接觸面積隨時間變化逐漸增大，３０ｍｉｎ后摩擦因數(shù)趨于穩(wěn)定，平均摩擦因數(shù)為０．７左右。不銹鋼基體的摩擦因數(shù)在穩(wěn)定摩擦階段的平均摩擦因數(shù)為１．１左右�？梢园l(fā)現(xiàn)，熱噴涂試樣具有更低的摩擦因數(shù)，同時摩擦因數(shù)的振幅較低這是因為ＷＣ－１０Ｃｏ４Ｃｒ涂層表面粗糙度較馬氏體不銹鋼基體要小

【參考文獻】

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本文編號：2583048