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

摘要：目的 提高304不锈钢减摩耐磨性能。 方法 使用 LDM-8060 型半导体激光加工系统，制备出三种不同配比的Ti₃SiC₂-Ni 基自润滑耐磨复合涂层。使用X 射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及其自带的能谱仪（EDS）对304 不锈钢与Ti₃SiC₂-Ni 基涂层进行表征，并系统地分析其在室温和600 ℃下的摩擦学性能和磨损机理。 结果 复合涂层主要由Cr_0.19Fe_0.7Ni_0.11固溶体，硬质相Fe₂C、Cr₇C₃和TiC，润滑相Ti₃SiC₂组成。其平均显微硬度分别为451.14 HV_0.5，419.33 HV_0.5和359.92 HV_0.5, 明显高于304不锈钢基体的平均显微硬度（238.91HV_0.5）。室温下，Ti₃SiC₂-Ni 基复合涂层摩擦系数的平均值分别为0.41，0.46 和0.48，磨损率分别为6.37×10⁻⁵、16.52×10⁻⁵、4.16×10⁻⁵ mm³/(N·m)，均低于304 不锈钢（0.56、46.35×10⁻⁵ mm³/(N·m)）。在600 ℃下，Ti₃SiC₂-Ni 基复合涂层的平均摩擦系数分别为0.38，0.43 和0.41，磨损率分别为12.51×10⁻⁵、7.58×10⁻⁵、7.79×10⁻⁵ mm³/(N·m)，也均低于304 不锈钢（0.66，24.25×10⁻⁵ mm3/(N·m)）。结论 在室温和600 ℃下，Ti₃SiC₂-Ni 基复合涂层能有效地提高304 不锈钢的显微硬度，进而提升其摩擦学性能。其中添加10%Ti₃SiC₂的Ti₃SiC₂-Ni 基复合涂层在600 ℃下表现出最好的耐磨性，而添加5%Ti₃SiC₂ 的Ti₃SiC₂-Ni 基复合涂层在室温和600 ℃下表现出最好的减摩性能。

304不锈钢；激光熔覆；Ti3SiC2；自润滑，耐磨复合涂层