论文部分内容阅读
多元稀土化合物添加到金属陶瓷涂层中对复合涂层实施改性,由于不同稀土化合物原子结构和化学活性不同,对复合涂层强韧化机制的影响不尽相同,包括与Ti-Al/陶瓷复合涂层其它元素发生化学反应,改变第二相的形态和性质或涂层中的有害夹杂物,改善涂层的组织结构,增加液体金属陶瓷的流动性,固溶强化的效果,晶格的变形和活化等,所以探究CeO2、La2O3和Y2O3对复合涂层强韧化机制的影响有重要意义。采用等离子喷涂方法在45钢基体上制备添加CeO2、La2O3、Y2O3稀土氧化物的Ti-Al/WC金属陶瓷复合涂层,利用扫描电镜、显微硬度测试机、X射线粉末衍射仪等设备分别测定涂层组织形貌、显微硬度、物相成分及残余应力,使用摩擦磨损试验机对涂层进行摩擦磨损试验,用扫描电镜观察磨损形貌,并用拉伸试验机对涂层结合强度进行测试,分析CeO2、La2O3、Y2O3对其组织及摩擦学等性能的影响,探索三元稀土化合物添加在Ti-Al/WC陶瓷复合涂层的强韧化和互相影响的机制。结果表明:(1)添加三元稀土氧化物涂层的组织明显细化,稀土氧化物能吸附有害元素,使得涂层结构由层状向团絮状转变,提高力学性能,促进熔滴的流动性,使得气孔变小和数量减少,降低了孔隙率,涂层致密性更好;通过物相发现涂层发生了固有强化,生成了第二相,使分布在组织中的硬质相增多,改善组织性能,并且促进熔滴蠕动,使得硬质相更加均匀分布在组织中,提高了涂层的强度和硬度。(2)改变了摩擦属性,由黏着磨损转变成磨粒磨损,改善了涂层力学性能,减少表面裂纹的生成,自润滑性良好,降低了摩擦系数,表现出更加优良的性能。(3)添加三元稀土氧化物涂层的残余应力大大减少,能够提高涂层的抗破坏强度。晶粒的细化使得涂层与基体的面积增加,促进涂层元素渗透到基体,由机械结合变成了扩散结合,减小了涂层与基体的间隙,增大涂层与基体间的结合力,能够提高涂层的使用寿命。