后熱處理對激光熔覆自潤滑耐磨復(fù)合涂層組織和性能的影響.pdf

1、激光熔覆是一個(gè)快速熔化和快速凝固的非平衡過程，進(jìn)而造成涂層內(nèi)有較大的殘余應(yīng)力，組織遠(yuǎn)離平衡態(tài)。涂層內(nèi)部產(chǎn)生高殘余應(yīng)力或者裂紋將制約其在實(shí)際工業(yè)上的應(yīng)用。對激光熔覆自潤滑耐磨復(fù)合涂層進(jìn)行后熱處理可以有效改善涂層組織、降低殘余應(yīng)力從而獲得期望的性能，提高自潤滑耐磨復(fù)合涂層在長期服役過程中的壽命。
　　本研究采用激光熔覆技術(shù)在304不銹鋼基體表面制備了Ni60/h-BN自潤滑耐磨復(fù)合涂層，及在鈦合金Ti6Al4V基體表面原位合成Ti2S

2、C/CrS自潤滑耐磨復(fù)合涂層，并對兩種涂層進(jìn)行了后熱處理。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、顯微硬度計(jì)、儀器化納米壓入設(shè)備以及HT1000型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等現(xiàn)代分析手段對涂層的物相組成、顯微組織形貌、硬度及摩擦磨損性能等進(jìn)行綜合分析研究，重點(diǎn)分析了后熱處理對激光熔覆自潤滑耐磨復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在304不銹鋼表面制備的自潤滑耐磨復(fù)合涂層與基體呈冶金結(jié)合，無明顯裂紋和氣孔。未經(jīng)過后熱

3、處理和經(jīng)過1h及2h后熱處理涂層主要物相均為γ-(Ni，F(xiàn)e)固溶體、CrB陶瓷相和h-BN自潤滑相。未經(jīng)過后熱處理涂層的顯微硬度為641.1HV0.5，后熱處理1h涂層的顯微硬度為701.2 HV0.5，經(jīng)過2h后熱處理涂層的顯微硬度又降低，為652.4HV0.5。未經(jīng)過后熱處理和經(jīng)過1h及2h后熱處理涂層內(nèi)γ-(Ni,Fe)固溶體硬度分別為5.09GPa、7.20GPa和3.77GPa。涂層經(jīng)過熱處理后摩擦系數(shù)發(fā)生明顯降低，后熱處理

4、的時(shí)間對摩擦系數(shù)的影響不大，但對耐磨性有明顯影響。經(jīng)過1 h后熱處理涂層表現(xiàn)出最優(yōu)異的耐磨減摩性能，其磨損表面光滑，磨屑集中為粉末狀，磨損機(jī)理主要表現(xiàn)為輕微的磨粒磨損。鈦合金Ti6Al4V基體表面激光熔覆原位合成Ti2SC/CrS自潤滑耐磨復(fù)合涂層物相主要包括NiTi2、Cr3C2、Cr7C3、TiC、Ti2SC和CrS。1h后熱處理對涂層的物相組成沒有顯著的影響，但涂層顯微硬度略有下降。未經(jīng)過后熱處理涂層的顯微硬度為1168HV0.5