纳米WC对AlCoCrFeNi高熵合金涂层耐磨与耐蚀性能的影响

AlCoCrFeNi高熵合金具有良好的力学性能、耐磨性能以及抗蚀性能,可作为易损零部件的涂层材料。为进一步提高AlCoCrFeNi涂层性能,本工作通过机械混粉的方式对AlCoCrFeNi和AlCoCrFeNi+WC(5%)(添加5%质量分数的碳化钨)高熵合金粉末进行预处理,在45#钢表面通过激光熔覆制备了涂层,并对比研究了两种涂层的表面形貌、微观组织、元素分布、显微硬度、摩擦磨损及耐蚀性能。结果表明,AlCoCrFeNi+WC(5%)涂层表面粗糙度更低,涂层仍为体心立方结构(BCC/B2),且其晶粒组织得到了细化,W元素和Cr元素富集在晶界处,因细晶强化和第二相强化效应共同作用,涂层平均显微硬度从500HV提高到了600HV。选用直径为4 mm的Si_(3)N_(4)小球作为摩擦副,在10 N的载荷下测试30 min。与AlCoCrFeNi涂层相比,WC的掺杂使摩擦系数从0.8减小到0.6,磨损失重减少了0.84 mg,磨损划痕宽度和深度较小,磨损程度较轻。在3.5%(质量分数)NaCl溶液的电化学测试中,经过WC掺杂的涂层的自腐蚀电位提高了0.042 V,自腐蚀电流密度降低了一个数量级,同时该涂层表现出较大的电容弧直径,且测试后表面腐蚀坑明显减少,腐蚀程度较轻。这表明纳米WC的添加有效提高了AlCoCrFeNi高熵合金涂层的耐磨与耐蚀性能。