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本论文以Cr3C2/NiCr作为高温自润滑材料的基体,利用大气等离子喷涂技术在Inconel 718基底上制备了金属陶瓷基高温润滑抗磨损涂层。考察金属陶瓷涂层中添加固体润滑剂Ag、CaF2和MoO3在宽温域内(25oC-800oC)摩擦学性能,探讨复配润滑相对金属陶瓷涂层的硬度、结合强度以及在宽温域内的摩擦学性能的影响,并详细探讨了高温摩擦化学效应及涂层的高温磨损机理。同时,系统的研究了不同摩擦副(ZrO2、Al2O3)对Cr3C2/NiCr金属陶瓷基涂层的摩擦学性能和磨损机理的影响。主要研究结果如下:1.利用APS(大气等离子喷涂)技术制备了Cr3C2/NiCr、Cr3C2/NiCr-CaF2、Cr3C2/NiCr-Ag-CaF2和Cr3C2/NiCr-Ag-CaF2-MoO3四种金属陶瓷涂层。金属陶瓷涂层的主要物相为Cr3C2和NiCr,Cr7C3,对金属陶瓷涂层的物相结构、摩擦学性能及微观组织进行研究。结果表明:添加Ag可以降低金属陶瓷涂层400oC以下的摩擦系数以及磨损率,添加CaF2可以改善金属陶瓷涂层600oC以上摩擦学性能;在涂层中添加Ag、CaF2和MoO3三种润滑相,室温到800oC与不同的摩擦配副滑动都表现出最优异的摩擦学性能,与Al2O3陶瓷球在800oC滑动时摩擦系数和磨损率分别为0.2和2.49×10-5mm3/N·m,与ZrO2陶瓷球在800oC滑动时摩擦系数和磨损率分别为0.19和2.89×10-5mm3/N·m;添加润滑相会降低涂层的表面硬度和结合强度,但复合涂层总体结合强度在35MPa以上,硬度在478.29Hv0.3以上,优异的结合强度和显微硬度为涂层的耐磨性的提供了有力的支撑。2.在Cr3C2/NiCr涂层中添加Ag、CaF2和MoO3三种润滑相,高温润滑机理为:CaF2和Ag会与MoO3在600oC时通过摩擦化学反应生成钼酸银和钼酸钙,其在磨损表面的含量会随着温度的升高而增加,在800oC时,钼酸盐基本上会覆盖整个磨损表面,另外,钼酸盐和CaF2的协同润滑作用会显著改善Cr3C2/NiCr-Ag-CaF2-MoO3金属陶瓷涂层在800oC时的摩擦学性能。3.Cr3C2/NiCr金属陶瓷基涂层与不同配副材料会显示出不同的摩擦磨损行为。Cr3C2/NiCr金属陶瓷基涂层与ZrO2配副滑动在低于400oC时Zr元素会转移到磨损表面,进而形成锆化合物,造成ZrO2陶瓷球和锆化合物相互滑动,导致直接滑动接触面积减少,增加摩擦系数和磨损率;Cr3C2/NiCr-Ag-CaF2-MoO3金属陶瓷基涂层在800oC时对Al2O3陶瓷球滑动会形成致密的自润滑膜表现出最优异的摩擦学性能,而ZrO2球滑动时由于ZrO2球隔热性能而破坏了生成的摩擦膜,从而导致了摩擦系数和磨损率有所升高,对ZrO2和Al2O3陶瓷球滑动的金属陶瓷复合涂层表现出不同的摩擦行为,这可能归因于不同摩擦副的力学性能。