沿海水闸活塞杆表面激光熔覆Ni基涂层组织及其抗磨耐蚀性能

张磊^1,2，陈小明^1,2，张凯²，姜志鹏²，毛鹏展¹，伏利¹

1. 水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室2. 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室

摘 要：开发环保且涂层性能优良的电镀铬替代技术是表面技术领域的研究难点,为提高沿海水闸活塞杆的抗磨耐蚀性,通过同轴激光熔覆技术在材质为45钢活塞杆表面制备Ni CrBSi涂层。采用X射线衍射仪、能谱仪、扫描电子显微镜等手段表征了涂层的物相成分、元素分布和微观形貌。采用维氏硬度计和干滑动摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度和摩擦磨损性能,并分析了其磨损机理。此外,在模拟海水中通过电化学测试对比研究了激光熔覆Ni CrBSi涂层、热喷涂Ni Cr-Cr3C2涂层、电镀硬铬、04Cr13Ni5Mo不锈钢及45钢基材的耐蚀性能。结果表明:激光熔覆Ni CrBSi涂层主要物相成分为γ-Ni树枝晶、共晶组织及CrB、M23C6等硼化物和碳化物;涂层组织致密均匀,与基材形成良好的冶金结合;涂层硬度及耐磨性随激光功率提高而降低,当功率为3.2 k W时,熔覆层平均硬度达620 HV2 N,平均摩擦系数为0.581,其磨损机理为黏着磨损;涂层耐蚀性随激光功率升高而提高,4.0 k W功率下涂层的自腐蚀电位和自腐蚀电流与04Cr13Ni5Mo不锈钢的相当,优于电镀硬铬的和Ni Cr-Cr3C2涂层的。

关键词：沿海水闸活塞杆;激光熔覆;NiCrBSi涂层;抗磨耐蚀性;