激光熔覆Ni基合金涂层磨损研究与机制图构建

本文主要探讨了2010年的一项研究成果，即通过激光熔覆技术在CrMo铸铁表面制备Ni基高温合金粉末涂层的磨损性能及其机理。该研究旨在建立一种磨损机制图，以便更好地理解涂层在不同工作参数下的磨损行为。 研究者使用Ni基高温合金粉末作为原材料，采用激光熔覆技术来制造具有优良减摩和耐磨特性的复合涂层。他们运用了均匀设计的试验方法来精心设计实验方案，通过对不同工作参数组合（如载荷和滑动速度）下的磨损率进行系统测试，以揭示涂层的磨损规律。 结果显示，激光熔覆的Ni基高温合金粉末涂层主要经历严重磨损和轻微磨损两种形式，其磨损机制包括剥层磨损（涂层表面因应力或腐蚀而逐层脱落）、黏着磨损（涂层与基体之间的粘附失效导致材料损失）、磨粒磨损（硬颗粒对涂层的机械切割作用）和氧化磨损（涂层在氧气存在下发生的化学侵蚀）。通过磨损机制图的建立，研究者发现涂层的安全工作区域分为两个部分：当载荷小于4MPa时，即使滑动速度较高，如大于15m/s，涂层仍能保持较好的性能；然而，当载荷超过4MPa时，滑动速度需控制在1~20m/s之间，以确保涂层的持久耐久性。 磨损机制图作为一种强大的工具，它整合了磨损率和磨损失效形态的信息，能够在一张图上清晰地展示出不同工况下磨损机制的变化，并揭示出摩擦磨损条件变化时不同磨损机理之间的相互转换。这项研究不仅深化了对激光熔覆涂层磨损特性的理解，也为优化涂层设计和提高工业设备的使用寿命提供了科学依据。 该论文的重要性在于它不仅提供了Ni基高温合金粉末涂层的磨损性能数据，还通过磨损机制图的形式，为相关行业的摩擦磨损控制和表面工程实践提供了实用的指导，尤其是在航空、航天和能源等领域，对于减少设备磨损，延长设备寿命有着实际价值。