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不同载荷对HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层摩擦学性能的影响

Effect of Loads on Tribological Properties of HVOF Sprayed AlCoCrFeNi High Entropy Alloy Coating

作     者:周永宽 康嘉杰 岳文 付志强 朱丽娜 张晓惠 ZHOU Yong-kuan;KANG Jia-jie;YUE Wen;FU Zhi-qiang;ZHU Li-na;ZHANG Xiao-hui

作者机构:中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 浙江清华柔性电子技术研究院浙江嘉兴314000 中国地质大学(北京)郑州研究院郑州451283 杭州电子科技大学人文艺术与数字媒体学院杭州310018 

出 版 物:《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期:2022年第51卷第10期

页      面:185-191,327页

核心收录:

学科分类:08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基  金:国家自然科学基金面上项目(52175196) 装备发展部重点项目(61409230614) 中央高校基本科研业务费项目(265QZ2021008) 

主  题:HVOF AlCoCrFeNi 高熵合金涂层 抗磨性能 

摘      要:目的提高深地钻探钻具关键零部件的抗磨性能。方法采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层。采用X射线衍射仪对高熵合金粉末和涂层的相组成进行研究,采用扫描电子显微镜对高熵合金粉末及涂层的微观结构进行分析,使用维氏显微硬度计测得涂层的显微硬度,采用摩擦磨损试验机对涂层在不同载荷下的磨损行为进行研究。采用SEM和EDS对磨痕表面进行分析,采用XPS技术分析磨痕元素成分,利用三维白光干涉形貌仪测量涂层的磨损体积和表面粗糙度。结果HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层结构致密,相结构为BCC相,显微硬度达(536±34)HV_(0.2),约为35CrMo钢基体[(278±20)HV_(0.2)]的2倍。随着载荷的增加,涂层的摩擦系数减小、磨损率增大。相同载荷下(6 N),涂层的磨损率约为基体的41%。HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层的磨损失效机制为,低载荷下(2 N)主要为氧化磨损伴随着轻微的磨粒磨损;高载荷下(4、6 N)受到反复剪切应力出现疲劳磨损。结论HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层具有良好的抗磨性能,可以有效减轻磨损,有望应用于深地钻探钻具关键零部件的表面防护。

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