激光功率对Cr₇C₃-Fe₂C/MS₂镍基多元涂层组织与性能的影响

孟祥军¹，屠小斌¹，许宏良¹，王勉²，刘秀波²，刘海青³

1. 江苏城乡建设职业学院公用事业学院2. 中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室3. 同济大学航空航天与力学学院

摘 要：为提高304不锈钢表面的摩擦学性能,采用激光熔覆技术,选取不同激光功率,在304不锈钢表面原位衍生了Cr₇C₃-Fe₂C/MS₂镍基高温耐磨自润滑复合涂层,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和显微硬度计等分析测试了复合涂层的物相组成、显微组织和显微硬度,使用HT-1000型高温摩擦磨损试验机测试了涂层在600℃高温下的摩擦磨损性能。结果表明:激光功率对涂层物相组成影响不大,涂层物相组成为Cr_0.19Fe_0.7Ni_0.11固溶体、Cr₇C₃/Fe₂C、Ti₂SC/CrS和少量WS₂相;激光功率为1.8 kW时,涂层组织晶粒细小均匀,涂层平均显微硬度302.0 HV0.5,比不锈钢基体提高了约17.4%,涂层平均摩擦系数为0.35,磨损性能相比基体提高了约1倍;随着激光功率的提高,导致稀释率增加,涂层组织缺陷明显,涂层硬度低于基体。在高温600℃环境下,功率1.8 kW时制备的涂层磨损机理主要为润滑转移膜的形成与剥离、黏着磨损、氧化磨损,表现出优异的高温耐磨自润滑性能。

关键词：激光功率;自润滑涂层;微观组织;磨损性能;