喷涂距离对HVOF喷涂NiCrBSi_NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层高温摩擦磨损性能的影响

通过机械混合方法制备NiCrBSi/NiCr-Cr3C2复合粉末,利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在12CrMoV基体上制备了喷涂距离分别为310、340、370 mm的复合涂层;采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其附带能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪(Raman)、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验机,研究NiCrBSi/NiCr-Cr3C2粉末及其涂层的相组成与组织结构,测试涂层力学性能,系统分析涂层在400℃下的摩擦学性能及磨损机理。结果表明:NiCrBSi/NiCr-Cr3C2粉末主要由NiCr、γ-Ni、Cr3C2、Ni3Si、CrSi2、Ni3B和CrB相组成;涂层的物相与粉末类似,随着喷涂距离的增加,涂层中NiCr、γ-Ni相峰强度轻微降低,Cr3C2、CrSi2相强度略有增加;涂层孔隙率随喷涂距离的增加呈先减小后增趋势,显微硬度的变化规律则相反;当喷涂距离为340 mm时,涂层磨损率最低,为4.65×10-14m3/(N·m),这主要是由于Cr3C2、CrB和CrSi2形成的硬质骨架结构提高了涂层抗塑性变形能力;磨损过程中Cr2O3和NiO氧化物的存在进一步提高了涂层耐磨损性能,涂层的主要磨损机制为轻微的氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损。