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ZL104合金表面反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织和性能
          
Microstructure and Properties of Reactive Plasma Sprayed TiN Composite Coating on ZL104 Alloy

摘    要
采用反应等离子喷涂技术在ZL104合金基体上依次沉积NiCrAl黏结层和TiN复相涂层,通过X射线衍射、组织观察、硬度测试、拉伸及磨损试验等方法研究了涂层的物相组成、微观形貌、结合强度、硬度及耐磨性能,并探讨了磨损机制。结果表明:复相涂层由TiN、TiN0.3和少量TiO2组成,其组织致密,存在少量孔隙和微裂纹;涂层与ZL104合金结合良好,结合强度达17.7 MPa;TiN复相涂层的平均显微硬度为1 330 HV,约为基体的22倍,磨损量随载荷的增加而增加,且远小于基体的;ZL104合金的磨损机制为微切削磨粒磨损和微疲劳磨损,TiN复相涂层的为微切削磨粒磨损。
标    签 反应等离子喷涂   铝合金   TiN复相涂层   耐磨性   reactive plasma spraying   aluminum alloy   TiN composite coating   wear resistance  
 
Abstract
NiCrAl alloy adhisive coating and TiN composite coating were in turn deposited by reactive plasma spraying on ZL104 alloy substrate. The phase composition, microstructure, bonding strength, micro-hardness and wear resistance of the coating were studied by X-ray diffraction, structure observation, hardness test and tensile and wear test, and the wear mechanism was also discussed. The results show that the composite coating consisted of TiN, TiN0.3 and a small amount of TiO2 phases, and its structure was dense with a few cavities and microcracks. The coating and ZL104 alloy was well bonded, and the bonding strength was 17.7 MPa. The average hardness of the TiN composite coating was 1 330 HV, which was about 22 times of the substrate; the wear mass loss of the TiN composite coating increased with the load, and was much smaller than that of the substrate. The wear mechanism of ZL104 alloy was micro-cutting abrasive wear and micro-fatigue wear, while that of the TiN composite coating was micro-cutting abrasive wear.

中图分类号 TG174.442   DOI 10.11973/jxgccl202004014

 
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所属栏目 材料性能及应用

基金项目 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2019B77014);江苏省研究生实践创新计划项目(SJCX19-0148)

收稿日期 2019/4/24

修改稿日期 2020/3/13

网络出版日期

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备注石颖(1995-),女,江苏南通人,硕士研究生

引用该论文: SHI Ying,WANG Zehua,ZHANG Yu,SHAO Yanfan,GU Chenyu. Microstructure and Properties of Reactive Plasma Sprayed TiN Composite Coating on ZL104 Alloy[J]. Materials for mechancial engineering, 2020, 44(4): 72~77
石颖,王泽华,张宇,邵延凡,顾宸瑜. ZL104合金表面反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织和性能[J]. 机械工程材料, 2020, 44(4): 72~77


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