高频感应熔覆NiTiFe合金涂层摩擦学性能研究

作     者：董建伟 郭岩宝 王德国 张政 DONG Jianwei;GUO Yanbao;WANG Deguo;ZHANG Zheng

作者机构：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 

出 版 物：《润滑与密封》 (Lubrication Engineering)

年 卷 期：2024年第49卷第2期

页      面：11-18页

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：中国石油大学(北京)科研基金项目(2462023SZBH008) 国家自然科学基金项目(51875578) 

主　　题：高频感应熔覆 NiTi合金 界面反应 硬度 摩擦学性能 

摘      要：为增强金属材料表面的耐磨性能,采用高频感应熔覆技术,在HT300基底表面制备出NiTiFe合金涂层;利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和X射线衍射仪(XRD)对NiTiFe合金涂层的微观组织、元素组成、硬度、相组成和与基底的结合情况进行表征与分析;通过摩擦磨损试验机对涂层的摩擦学性能进行测试,对其摩擦磨损机制进行分析。结果表明:涂层组织致密,无裂缝和空隙,成型质量良好,平均厚度达到0.7 mm,与HT300基底实现了冶金结合;涂层中主要包含Fe2Ti、Fe6.94Ti0.36和Ni3Fe三种相,Fe元素的加入使涂层的晶格发生畸变,硬度提高,平均硬度达到997.36HV,约为HT300基底平均硬度值的5倍。通过摩擦磨损试验发现,试验前期,NiTiFe合金涂层与对摩副之间的摩擦因数较低,维持在0.2左右,对摩副的失效导致摩擦副之间的接触形式发生改变,摩擦因数产生阶跃;随着载荷的增加,涂层上呈现的磨痕宽度在不断增加,对摩副由于磨损造成的材料去除后暴露出的面积也在不断增大。摩擦磨损试验后,NiTiFe合金涂层摩擦表面光滑平整,仅出现了轻微的磨粒磨损,磨损体积远小于对摩副,表现出优良的耐摩擦磨损性能。