稀土元素对Cu14AlX涂层组织和摩擦性能的影响.pdf

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1、第25卷第2期中国表面工程V01．25No．22012年4月CHINASURFACEENGINEERINGApril2012doi：10．3969／j．issn．1007—9289．2012．02．009稀土元素对Cul4AIX涂层组织和摩擦性能的影响*路阳，王玉波，杨效田，肖荣振，惠晓利，刘俊钊(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，兰州730050)摘要：采用气雾水冷方法制备ce质量分数分别为0和0．6的Cul4A1X合金粉末，超音速等离子喷涂的方法制备喷涂层，利用光学显微镜、XRD、SEM—EDS以及EPMA分析Ce元素对Cul4A1X喷涂层表面

2、组织形貌、合金相结构和化学成分的影响。在边界润滑条件下，比较不同Ce含量下喷涂层摩擦磨损性能，用SEM—EDS分析喷涂层磨损形貌及成分变化。结果表明：ce的加入可以细化Cul4A1X喷涂层组织，使得Fe元素和K相增多且分布更加均匀，提高了喷涂层的耐磨性。两种喷涂层有不同的磨损形式，随着载荷的增大，不含Ce的喷涂层粘着磨损严重并伴随轻微的磨粒磨损，在高载荷(4．90Mpa)下，由粘着磨损转化为磨粒磨损；含Ce(质量分数)0．6的喷涂层以轻度磨粒磨损为主，在高载荷下，转变为中度磨粒磨损，部分区域出现加工硬化现象．关键词：稀土；SPS；微观组织；摩擦磨损；耐磨性；磨损机理中图

3、分类号：TG174．442；TG115．58文献标识码：A文章编号：1007—9289(2012)02—0049—07EffectofCeontheMicrostructureandWearBehaviorofCul4AIXCoatingsLUYang，WANGYu—bo，YANGXiao—tian，XAORong—zhen，HUIXiao-li，LUIJun—zhao(StateKeyLaboratoryofGansuAdvancedNon—ferrousMetalMaterials，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou73005

4、0)Abstract：TheeffectsofrareearthCeonthemicrostructureandwearresistanceofsupersonicplasmaspra—yingCu14A1Xcoatingswereinvestigated．ThepowdersofCul4A1Xalloywith0and0．6Ceweresprayedon45carbonsteelsubstrate．Microstructure，compositionsandphasestructureofCu14A1Xcoatingswerein—vestigatedbylightm

5、icroscopy，XRD，SEMandEPMA．Tribologicalpropertiesofthecoatingsweretestedunderboundarytribologicalcondition．TheresultsshowthattheadditionofCe(O．6)intoCul4AIXcoatingrefinesthemicrostructureofthecoating，andcausestheFeelementandKphaseincreasingandequallydis—tributing，SOthewearresistanceofthesp

6、raycoatingsisimproved．Thetwocoatingshavedifferentwearmech—anism．TheabrasionformatofthecoatingswithoutCeadditionbecomeseriousadhesionwearaccompaniedwithminorabrasivewear。eventuallyintoabrasivewearathighloads(4．9OMPa)whenthe1oadinereases．Themainabrasionformatofthecoatingswith0．6Ceismildabr

7、asivewear，eventuallybecomemoderatelyabrasivewearathighloads(4．90MPa)，andsomeareasoffrictionhardeningoccurs．Keywords：rareearth；SPS；microstructure；frictionandwear；wearresistanceproperty；wearmechanism0引言青铜的摩擦磨损失效造成的经济损失巨大，仅太原钢铁公司每年由于轧机所用的铝青铜丝母的据资料报道，在各种机械产品的过早失效破磨损失效就造成了上千万元