改善激光熔覆鎳基復合涂層耐磨性研究進展

劉英鵬，符寒光

(北京工業(yè)大學材料科學與工程系，北京 100124)

0 前 言

摩擦磨損是引起零件失效的重要因素，有研究表明表面磨損引起的零部件失效約占失效零部件總數(shù)的80%以上。零件磨損失效既降低了機械運行的安全性和可靠性，也大大降低了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。為提升材料的耐磨性，國內(nèi)外專家學者采用激光熔覆[1]、熱噴涂__[2]、等離子噴涂[3]、熱處理[4]、超音速噴涂[5]等方式對材料進行處理。其中，激光熔覆具有熱影響區(qū)小、稀釋率低、結合牢固、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點被廣泛應用于提升材料表面耐磨性[6，7]。自Gnana - muth 于1974 年首次提出通過激光熔覆技術制備金屬涂層以來，國內(nèi)外學者已對其展開了系統(tǒng)的研究，已大量應用于航空航天、冶金礦業(yè)等領域中[8，9]。鎳基粉末綜合性能好、性價比高，制備的涂層有較高的結合強度、耐腐蝕性和良好的耐磨性。本文綜述了調(diào)整涂層成分、優(yōu)化工藝參數(shù)、輔助處理3 種方法提高鎳基復合涂層耐磨性的最新研究進展，為鎳基復合涂層的應用和深入研究提供參考。

1 調(diào)整涂層成分

為了獲得組織致密、性能良好的涂層，在設計涂層成分時通常要考慮熱膨脹系數(shù)相近原則、熔點相近原則、潤濕性原則[10]。激光熔覆鎳基涂層晶粒細小、組織致密，且與母材結合強度高，具有優(yōu)異的抗氧化性和耐腐蝕性[11]。但由于鎳基涂層中耐磨硬質相較少，其硬度和耐磨性難以滿足零件在惡劣環(huán)境下的使用要求[12，13]。近些年來，國內(nèi)外許多學者嘗試通過調(diào)整涂層成分來提高鎳基復合涂層的表面性能，如在激光熔覆過程中機械外加或原位合成碳化物、氧化物等硬質陶瓷顆粒。……