ZG45表面鎳基熔覆層的制備與摩擦性能研究.pdf

1、本論文以泵中密封環(huán)為應(yīng)用背景，運(yùn)用真空熔覆技術(shù)在ZG45表面制備出Ni基熔覆層。研究了制備工藝、熔覆層組織結(jié)構(gòu)并對(duì)熔覆層試樣進(jìn)行了電化學(xué)性能以及常溫摩擦磨損性能的測(cè)試。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在1050℃×1h工藝下能夠制備出熔覆層表面光滑致密與母材具有冶金結(jié)合的試樣，熔覆層整體及界面組織致密、無(wú)夾雜，擴(kuò)散層為白亮高鎳合金，過(guò)渡層為Fe的細(xì)晶層。Ni基晶粒為傾斜狀并與熱流方向呈一定角度分布其成分是Ni和Ni的固溶體。熔覆層組織結(jié)構(gòu)

2、的形成是定向凝固過(guò)程中一種定向共晶的體現(xiàn)，顯微硬度呈現(xiàn)梯度分布其表層硬度值最高。陶瓷顆粒均勻彌散分布在金屬Ni基中，并發(fā)生了少部分溶解的現(xiàn)象。Ni基熔覆層在3.5％NaCl中的自然腐蝕電位為-0.4V, vs SCE，ZG45為-0.6V，vs SCE，隨著陶瓷顆粒含量的增加熔覆層的抗腐蝕能力逐漸提高，加入陶瓷顆粒后的熔覆層腐蝕電位提升，腐蝕電流下降，腐蝕以點(diǎn)蝕和電偶腐蝕兩種形式存在。Ni基熔覆層的腐蝕類型主要以點(diǎn)蝕為主。
　　

3、 載荷為14N，摩擦頻率為10Hz時(shí)，ZG45的摩擦系數(shù)為0.55-0.89，質(zhì)量磨損率為3.3×10-8 g/N·m，Ni基熔覆層摩擦系數(shù)為0.40-0.69，質(zhì)量磨損率為3.1×10-8 g/N·m，當(dāng)摩擦頻率為30Hz時(shí)，ZG45的摩擦系數(shù)為0.32-0.58，質(zhì)量磨損率為5.6×10-8 g/N·m，Ni基熔覆層摩擦系數(shù)為0.30-0.45，質(zhì)量磨損率為2.0×10-8 g/N·m，說(shuō)明在相同摩擦參數(shù)下Ni基熔覆層的耐磨性優(yōu)于Z

4、G45。載荷為14N，摩擦頻率為10Hz時(shí)，5％ Ni/Al2O3摩擦系數(shù)為0.50-0.62，20％ Ni/Al2O3摩擦系數(shù)為0.57-0.79，20％ Ni/WC摩擦系數(shù)為0.35-0.71，50％ Ni/WC為0.31-0.69，摩擦頻率為30Hz時(shí)5％ Ni/Al2O3摩擦系數(shù)為0.39-0.89，20％ Ni/Al2O3摩擦系數(shù)為0.31-0.49，20％ Ni/WC摩擦系數(shù)0.29-0.57，50％Ni/WC摩擦系數(shù)0.3

5、5-0.64，說(shuō)明隨著摩擦頻率的增加陶瓷顆粒熔覆層的摩擦系數(shù)逐漸增大。載荷為14N，摩擦頻率為10Hz時(shí)，1％Ni/G摩擦系數(shù)為0.32-0.82，5％Ni/G摩擦系數(shù)為0.22-0.66，Ni/(1％G+20％WC)摩擦系數(shù)為0.34-0.65，Ni/(5％G+20％WC)摩擦系數(shù)為0.38-0.68，摩擦頻率為30Hz時(shí)，1％Ni/G摩擦系數(shù)為0.28-0.43，5％Ni/G摩擦系數(shù)為0.31-0.57，Ni/(1％G+20％WC)

6、摩擦系數(shù)為0.43-0.79，Ni/(5％G+20％WC)摩擦系數(shù)為0.29-0.45，說(shuō)明Ni/G與Ni/(G+WC)相比具有較低的摩擦系數(shù)和摩擦系數(shù)波動(dòng)范圍。
　　 Ni基熔覆層的磨損機(jī)制主要為粘著磨損，Ni/Al2O3、 Ni/WC的磨損機(jī)制為磨粒磨損和粘著磨損，Ni/G以脆性斷裂為主，Ni/(G+WC)為磨粒磨損和脆性斷裂，加入陶瓷顆粒后的熔覆層與Ni基熔覆層相比具有更高的耐蝕蝕性和抗磨性。石墨顆?？梢宰鳛樽詽?rùn)滑熔覆層的