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304不锈钢激光熔覆Co-Ti_3SiC_2自润滑复合涂层微观组织与摩擦学性能

王港  刘秀波  刘一帆  祝杨  欧阳春生  孟元  罗迎社  
【摘要】:采用激光熔覆同步送粉法在304不锈钢上制备出自润滑耐磨涂层,熔覆粉末配比为纯Co, Co-2%Ti_3SiC_2(质量分数,下同)和Co-8%Ti_3SiC_2。借助扫描电子显微镜(SEM),能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对熔覆涂层进行表征,系统地研究304不锈钢与涂层在室温和600℃下的摩擦学性能与磨损机理。结果表明:激光熔覆Co-Ti_3SiC_2涂层的平均显微硬度高于基体(240.3HV_(0.5)),N1,N2和N3涂层的硬度分别为285.7HV_(0.5),356.3HV_(0.5)和463.8HV_(0.5),涂层主要由连续基体γ-Co固溶体,硬质相Fe_2C,Cr_7C_3和TiC,润滑相Ti_3SiC_2组成。在室温下,基体和N1,N2,N3涂层的摩擦因数分别为0.56,0.62,0.68和0.42,N1,N2,N3三种涂层的磨损率分别为9.15×10~(-5),7.81×10~(-5),4.66×10~(-5) mm~3/(N·m),均明显低于基体(66.42×10~(-5) mm~3/(N·m));在高温下,基体和N1,N2,N3涂层的摩擦因数为0.66,0.54,0.52和0.46,N1,N2,N3三种涂层磨损率分别为37.79×10~(-5),35.6×10~(-5),18.83×10~(-5) mm~3/(N·m),均低于基体(41.3×10~(-5) mm~3/(N·m))。在室温和600℃下,涂层具有高于304不锈钢基体的显微硬度,且Co-8%Ti_3SiC_2涂层呈现出最好的自润滑耐磨性能。

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