高频钎焊WC/Cu仿生非光滑耐磨复合涂层的研究

【摘要】：农业机械、工程机械等的触土部件如犁壁、铲刃、翻斗等在工作时由于磨损、粘附导致工件使用寿命减少、能耗增加、生产效率降低。研究发现生物非光滑表面具有良好的减粘、降阻、耐磨作用,如竹纤维在垂直于磨损表面短时磨损后表面呈现非光滑形态,具有很高的耐磨性。以WC颗粒作为增强相、Cu基钎料为基体并配以适当钎剂采用高频感应钎焊技术在普通低碳钢表面制备的复合涂层磨损时呈现仿生非光滑表面,具有很高的耐磨粒磨损性能。本文采用高频钎焊方法在低碳钢表面制备了WC/Cu非光滑耐磨复合涂层,研究了WC质量百分含量、磨粒粒度、载荷等对其耐磨性的影响,分析了非光滑涂层的磨损机理。试验结果表明,以WC颗粒作为增强相、以Cu基钎料(BCu62Zn)为基体通过高频感应加热方法制备的WC/Cu仿生非光滑耐磨复合涂层,当WC质量百分含量为50%wt时具有较高的耐磨粒磨损性能,两体静载磨料磨损条件下复合涂层的耐磨性分别为淬火45钢和高铬铸铁的12.4和4.9倍;随载荷增加及磨粒尺寸增大复合涂层耐磨性下降,本试验条件下磨粒临界尺寸约为175μm,超过临界磨粒尺寸,磨粒尺寸增加复合涂层磨损量急据增大。WC/Cu仿生非光滑耐磨复合涂层非光滑表面凸起的WC颗粒阻碍磨粒对基体的犁削并可使部分磨粒由滑动变为滚动是涂层具有高耐磨料磨损性能的主要原因。铜基钎料对钢的润湿性和填满间隙的能力好,WC颗粒增强Cu基非光滑耐磨复合涂层与基体低碳钢之钎缝界面清晰、致密,为良好的冶金结合。