45#钢激光熔覆Ni60/Cu自润滑复合涂层组织演变及摩擦学性能

为改进45#钢表面硬度低、耐磨性差的缺点,拓宽其在工业生产中应用范围,选择激光熔覆技术在其表面制备Ni60(Nl)、Ni60-10％Cu(N2)、Ni60-20％Cu(N3)(wt.％)三种耐磨复合涂层,研究三种涂层的微观组织、显微硬度及摩擦学性能.结果表明:N1涂层主要包括y-Ni固溶体、Cr7C3硬质相、FeNi3金属间化合物,N2、N3涂层额外含有固体润滑相Cu.性能上N1(730.41 HV0.5)、N2(653.04 HV0.5)和N3(592.29 HV0.5)涂层的显微硬度均高于基体,分别达到基体(299.20HV0.5)的2.44、2.18和1.98倍;室温下N3涂层表现出优异的减摩性能,摩擦因数比N1涂层降低8.5％,N2涂层表现出优异的耐磨性能,磨损率为1.74×10-5 mm3(N·m),而添加20％Cu后,涂层对硬质相的支撑下降,导致硬质相剥离涂层,进而破坏润滑膜,导致磨损率上升.然而在600℃下,N1涂层的减摩性能最佳,摩擦因数比基体下降50.7％,N2涂层耐磨性最高,磨损率为5.99×10-5mm3(N·m),低于N3涂层的磨损率9.02×10-5mm3(N·m),这是因为添加固体润滑相Cu对涂层的保护作用不足以抵消涂层硬度下降的负面影响.为固体润滑相Cu改进Ni60复合粉末,进而制备成自润滑复合涂层提供了添加量参考范围.