不同环境温度下CaF2/TiC/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

摘要

为提高镍基合金涂层在苛刻摩擦条件特别是高温无润滑时的摩擦磨损性能,在45#钢表面制备了CaF2和TiC颗粒协同改性镍基合金复合涂层,分析其微观结构,研究其在不同温度下的摩擦磨损行为与机理.结果表明:CaF2/TiC/镍基合金复合涂层的微观组织呈层状分布,主要由γ-Ni、CrB、Cr7C3、TiC和CaF2物相组成.CaF2/TiC/镍基合金复合涂层在不同环境温度下具有优异的减摩耐磨性能.从室温到500℃,复合涂层的摩擦系数由0.42逐渐减小至0.29,较镍基合金涂层降低16.2％ ～33.9％.随着环境温度的升高,复合涂层的磨损失重逐渐减小,且大幅度低于镍基合金涂层.温度为500℃时,复合涂层磨损表面形成了转移膜,转移膜中含有CaF2,起到高温减摩作用,使其摩擦系数降低.复合涂层的磨损机理主要为转移膜的疲劳剥落.随着温度的升高,转移膜的覆盖面积逐渐增大,对复合涂层起到保护作用,使其磨损失重随温度增加而减小.