超音速火焰喷涂TiB2-50Ni复合涂层的高温摩擦磨损性能

目的 研究环境温度对Ni质量分数为50％的TiB2-Ni复合涂层摩擦磨损性能的影响.方法 选用"壳核型"Ni包覆TiB2复合粉末,通过超音速火焰喷涂(HVOF)在304不锈钢基材表面制备TiB2-50Ni金属陶瓷复合涂层.采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了粉末、涂层与摩擦磨损表面的显微结构和物相组成,并研究了TiB2-50Ni涂层和304不锈钢基材的高温摩擦磨损性能.结果 HVOF制备的复合涂层截面呈现明显的层片结构,涂层厚度、孔隙率、显微硬度、表面平均粗糙度及界面平均结合强度分别约300.8μm、2.3％、766.1HV、2.3μm及22.6 MPa.高温环境下,304不锈钢基材摩擦系数波动大,且随环境温度升高,其磨损率急剧增加,而TiB2-50Ni涂层的摩擦系数及磨损率波动较小.当环境温度达600℃时,涂层磨损率为(2.73±0.01)×10–5 mm3/(N·m),约为304不锈钢基材磨损率((11.07±0.01)×10–5 mm3/(N·m))的1/4.高温环境下,TiB2-50Ni涂层的磨损机理是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损.结论 HVOF所制备TiB2-50Ni复合涂层受摩擦环境温度影响较小,具有优异的耐高温摩擦磨损性能.