超音速火焰噴涂WC-CoCr涂層復(fù)合微動(dòng)磨損行為研究.pdf

1、切向微動(dòng)、徑向微動(dòng)、滾動(dòng)微動(dòng)和扭動(dòng)微動(dòng)是四種基本的微動(dòng)運(yùn)行模式,迄今為止,關(guān)于熱噴涂涂層微動(dòng)損傷的研究絕大多數(shù)都集中在切向微動(dòng)方面,而兩種基本模式復(fù)合的研究鮮有報(bào)道。本文在高精度微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)上,采用球/平面接觸方式,分別在40μm、80μm、120μm位移振幅下,對(duì)基材(45＃鋼)和超音速火焰噴涂技術(shù)(HVOF)制備的 WC-CoCr涂層進(jìn)行了徑向微動(dòng)和切向微動(dòng)復(fù)合的磨損試驗(yàn)。采用顯微硬度計(jì)、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM

2、)、電子能譜儀(EDX)、X射線衍射儀(XRD)和表面形貌等微觀分析手段,結(jié)合微動(dòng)磨損動(dòng)力學(xué)特性分析,系統(tǒng)研究了涂層和基體的微動(dòng)運(yùn)行行為和損傷機(jī)理。得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)復(fù)合微動(dòng)的載荷-位移曲線(F-D)有三種基本類型,分別為準(zhǔn)梯形型、橢圓形型和直線形型,其中還存在一些特殊條件下的曲線類型,包括準(zhǔn)三角形型、準(zhǔn)四邊形型和不閉合的橢圓形型;根據(jù) F-D曲線形狀,可將復(fù)合微動(dòng)過程劃分為三個(gè)階段,準(zhǔn)梯形型、橢圓形型和直線形型三種

3、基本類型的 F-D曲線分別對(duì)應(yīng)著階段I、階段II和階段III。
　　(2) F-D曲線隨循環(huán)周次的變化,強(qiáng)烈的依賴于位移振幅、表面粗糙度和材料本身的性質(zhì)。
　　(3)比較基體材料和涂層的動(dòng)力學(xué)行為。振幅為40μm時(shí),45＃鋼在104次循環(huán)周期后,微動(dòng)運(yùn)行于部分滑移區(qū),而WC-CoCr涂層運(yùn)行于混合區(qū);振幅為80μm,45＃鋼第 I、II階段的到來隨著振幅的增加而滯后,WC-CoCr涂層在高振幅下,由于涂層硬度高,起到了良好的

4、保護(hù)作用,微動(dòng)始終處于彈塑性狀態(tài),磨損穩(wěn)定。
　　(4)詳細(xì)分析3種F-D曲線對(duì)應(yīng)的不同損傷階段得出,第I階段的磨損以微切削和粘著為主,第 II、III階段的顆粒剝落按照層剝機(jī)制進(jìn)行,其中基體材料的損傷程度明顯高于WC-CoCr涂層。
　　(5)45＃鋼基體材料的復(fù)合微動(dòng)損傷機(jī)理以磨粒磨損、粘著磨損和氧化磨損為主,材料以微觀切削、塑性變形和層剝的方式流失;WC-CoCr涂層材料具有優(yōu)良的抗復(fù)合微動(dòng)磨損性能,磨損機(jī)理以疲勞磨損