Inconel 718 合金表面納米多層CrAlN/CrN涂層的制備及高溫摩擦學(xué)性能研究

宋宇濤，李春玲，張淑珍，尚倫霖，張廣安

(1.蘭州理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；2.中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000)

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Inconel 718 合金因具有良好的抗氧化、抗疲勞、抗蠕變和焊接、加工性能，以及較高的強(qiáng)度和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、冶金和核能等領(lǐng)域[1]。然而，表面硬度低、耐磨性差等問(wèn)題嚴(yán)重影響了以Inconel 718 合金為基材的軸、軸承、轉(zhuǎn)子等關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)零部件在高頻、高載、高溫交互作用工況中的服役壽命。因此，優(yōu)化基材的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能，對(duì)提高以Inconel 718 合金為基材的零部件在極端工況下的使用性能至關(guān)重要。

制備耐磨防護(hù)涂層是改善基材表面硬度和耐磨性的有效方法之一[2]，國(guó)內(nèi)許多研究者開(kāi)展了Inconel 718 合金表面涂層制備和相關(guān)性能研究的工作。夏思瑤等[3]采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在Inconel 718 合金表面制備了鋁化物涂層，研究了涂層及基體在650 ℃的高溫持久性能及在455 ℃的疲勞性能，發(fā)現(xiàn)鋁化物涂層試樣的高溫持久性能相比于基體小幅提高，鋁化物涂層也在一定程度上降低了基體的疲勞性能。丁坤英等[4]采用超音速火焰噴涂技術(shù)在Inconel 718 合金表面制備了WC-17Co 涂層，考察了涂層在室溫至300 ℃溫度范圍內(nèi)的疲勞性能，發(fā)現(xiàn)涂層的疲勞壽命在該溫度范圍內(nèi)隨環(huán)境溫度的上升而下降。廖孟德[5]采用多弧離子鍍技術(shù)在Inconel 718 合金表面制備了氧化鉻涂層，研究了涂層在室溫至800 ℃范圍內(nèi)的摩擦學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)涂層在800 ℃條件下具有最低的磨損率。……