Y_2O_3改性石墨/CaF_2/TiC/镍基合金复合涂层微观组织与摩擦学性能研究

为提高石墨/CaF2/TiC/镍基合金(GCTN)复合涂层的力学性能和摩擦学性能,运用等离子喷涂技术在45钢表面制备了Y2O3改性GCTN复合涂层,研究了Y2O3对复合涂层的微观组织、显微硬度、断裂韧性和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Y2O3改性GCTN复合涂层主要由γ?Ni、CrB、Cr7C3、TiC、CaF2和石墨等物相组成。Y2O3在等离子火焰加热作用下与C元素反应生成活性元素Y,Y净化了复合涂层的微观组织,并细化了CrB、Cr3C7等硬质相晶粒,提高了其致密性。当Y2O3质量分数为0.5%时,复合涂层的显微硬度和断裂韧性分别为593.3MPa和6.82MPa·m1/2,比不含Y2O3的复合涂层分别增大了8%和22%,其机理主要是Y2O3细化了CrB、Cr3C7等硬质相晶粒,起到了细化强化作用。由于GCTN-0.5Y2O3复合涂层的显微硬度和断裂韧性显著提高,减少了其黏着磨损和微观断裂磨损,因而GCTN-0.5Y2O3复合涂层的摩擦因数和磨损率最小,分别为0.085和0.39×10-3 mm3/m。