球墨铸铁表面激光熔覆Ni-Co复合涂层的耐腐蚀及高温摩擦学性能

作     者：路世盛 周健松 王凌倩 梁军 LU Shisheng;ZHOU Jiansong;WANG Lingqian;LIANG Jun

作者机构：中国科学院兰州化学物理研究所中国科学院材料磨损与防护重点实验室兰州730000 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2022年第35卷第3期

页      面：122-131页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：激光熔覆 球墨铸铁 Ni-Co复合涂层 高温摩擦磨损 耐腐蚀性能 

摘      要：为降低球墨铸铁激光熔覆过程中白口组织的含量,改善其高温摩擦学性能和耐腐蚀性能,采用激光熔覆技术,通过添加Ni基过渡层在球墨铸铁表面制备Co基涂层。利用XRD、SEM、EDS表征不同熔覆层的物相组成、微观结构。采用高温摩擦磨损试验机测试不同温度下Co基涂层与球墨铸铁的摩擦磨损性能,分析Co基涂层在不同温度下的磨损机理。利用电化学工作站测试Co基涂层与球墨铸铁的耐腐蚀性能。结果表明:Ni基过渡层的物相为γ-Ni固溶体和Ni_(3)Si陶瓷相。Co基涂层主要由γ-Co固溶体和Cr_(7)C_(3)陶瓷相构成。Ni基过渡层的添加抑制了基材中C元素扩散,降低了结合界面处白口化趋势。由于Cr_(7)C_(3)陶瓷相的强化作用,Co基涂层的显微硬度为球墨铸铁基材的2.1倍。与球墨铸铁基材相比,当温度高于200℃时,Co基涂层在与Si_(3)N_(4)配副对磨时表现出较低的平均摩擦因数与磨损率。在中低温条件下Co基涂层与Si3N4配副对磨时的磨损机制为黏着磨损与磨粒磨损,高温条件下的磨损机制为形成连续光滑的氧化层起到减摩抗磨的作用。Co基涂层表现出更高的自腐蚀电位(-362.36 mV)和更低的自腐蚀电流密度(13.95 nA·cm^(-2))。所制备的Ni-Co复合涂层能有效提高球墨铸铁表面的高温摩擦学性能和耐腐蚀性能,在发动机领域具有较好的应用前景。