第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

165 / 2020-09-19 20:44:14

纳米颗粒对大气等离子喷涂Ni60基涂层摩擦学性能的影响

纳米颗粒，大气等离子喷涂，微观结构，摩擦学性能

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为了研究纳米颗粒对大气等离子喷涂Ni60基涂层的微观组织结构、力学性能及摩擦学性能的影响，本文通过大气等离子喷涂技术在304不锈钢基体上分别制备了Ni60、5wt%SiC-Ni60及5wt%SiO₂-Ni60复合涂层。采用显微硬度仪、X射线衍射仪和扫描电镜对所制备涂层的显微硬度、物相组成和微观组织结构等进行表征，并通过摩擦试验机和光学3D显微镜测试涂层的摩擦系数和体积磨损率。实验结果表明，纳米颗粒的添加具有明显增强硬度、减摩和抗磨作用。相比于Ni60涂层，5wt%SiC-Ni60及5wt%SiO₂-Ni60复合涂层具有更高的显微硬度，在干摩擦和水润滑条件下均表现出更优的摩擦学性能。这主要是由于纳米颗粒的添加可以对涂层磨损表面的凹坑进行填充，使其表面更加平整，从而减少磨损面积以及摩擦阻力，起到增强润滑效果、减摩抗磨的作用。其中基于涂层磨损表面分析发现，水润滑条件下，暴露或释放在摩擦界面的SiC纳米颗粒可发生摩擦水解反应，生成的SiO₂及其凝胶等产物覆盖在磨擦表面，起到良好的边界润滑效果。