原位生成TiC对TiC-Ni25复合涂层常温/高温耐磨性的影响

作     者：江国业 彭晨 Jiang Guoye;Peng chen

作者机构：中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2024年第61卷第5期

页      面：328-340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）] 

基　　金：国家自然科学基金民航联合基金重点项目(U2033211) 

主　　题：激光熔覆 复合涂层 TiC 摩擦磨损 

摘      要：为了提高球墨铸铁的耐磨损性能,采用原位生成和直接添加TiC的方法激光熔覆制备TiC-Ni25金属复合涂层,研究不同Ti添加量对TiC-Ni25复合涂层微观组织、显微硬度以及25,200,400℃温度下的摩擦磨损性能的影响。结果表明:具有较强导热性和促石墨化的Ti元素减少了复合涂层与基体结合区莱氏体的生成;Ti作为强碳化物形成元素也促进了TiC的原位生成,TiC在涂层中起到细晶强化、晶间强化和弥散强化的综合作用,提高了涂层的耐磨性能,同时起到控制复合涂层气孔、裂纹缺陷的作用。添加Ti后原位生成TiC,TiC对涂层硬度的增强作用与富集Ti对涂层的增韧作用呈现互斥效应。5%Ti-10%TiC-Ni复合涂层的显微硬度较2%Ti-10%TiC-Ni和8%Ti-10%TiC-Ni复合涂层更高,而且该涂层在各环境温度下所表现出的摩擦磨损性能也更好,主要是因为形成了致密氧化膜,强化了对磨损区域的保护。200℃时各复合涂层的摩擦因数、磨损体积和磨损率均增大,这是由于粗糙氧化膜的形成降低了耐磨性能。复合涂层在25℃温度下的主要磨损机制为磨粒磨损和轻微黏着磨损,在200℃和400℃时主要是氧化磨损、疲劳磨损和黏着磨损。