Yu Lan,Wang Zhentao,Xiong Wuyao,et al.Microstructure and wear resistance of different wear resistant coatings on 9Cr18 stainless steel?/html>[J].Plating & Finishing,2023,(11):1-8.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.11.001]
9Cr18不锈钢表面不同耐磨镀层的微观结构及耐磨性
- Title:
- Microstructure and wear resistance of different wear resistant coatings on 9Cr18 stainless steel?/html>
- 关键词:
- 9Cr18 不锈钢; 硬铬镀层; Ni-P 化学镀层; Ni- c BN/ h BN 复合镀层; 耐磨性
- Keywords:
- 9Cr18 stainless steel ; hard chromium coating ; Ni-P electroless coating ; Ni- c BN/ h BN composite coating ; wear resistance
- 分类号:
- TG174.453
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 针对 9Cr18 不锈钢的耐磨需求，选用硬铬镀层、 Ni-P 化学镀层、 Ni- c BN/ h BN 复合镀层等 3 种镀层，通过扫描电镜、划痕法、球盘磨损试验等研究了其在微观结构、结合力、常温及高温耐磨性等方面的差异。结果表明， 3 种镀层的硬度均可达 800 HV 以上，但 Ni- c BN/ h BN 复合镀层的硬度略高；经过预镀镍处理后 Ni- c BN/ h BN 复合镀层与基体之间的结合强度高达 68 MPa ，但硬铬镀层与基体的结合力较差； Ni-P 化学镀层和 Ni- c BN/ h BN 复合镀层在常温下的耐磨性相当，但 Ni- c BN/ h BN 复合镀层在 200 ℃ 下的耐磨性略优；硬铬镀层在摩擦应力作用下涂层出现明显剥落、黏着磨损严重，耐磨性较差。 Ni- c BN/ h BN 复合镀层更宜选作 9Cr18 不锈钢表面的耐磨镀层。
- Abstract:
- ： In view of the wear resistance requirements of 9Cr18 stainless steel ， hard chromium coating ， Ni-P electroless coating and Ni- c BN/ h BN composite coating were selected. The microstructure ， adhesion ， room temperature and high temperature wear resistance of three coatings were studied through scanning electronic microscope （ SEM ）， scratch method and the ball-disk wear test. The results showed that the hardness of the three coatings can reach above 800 HV ， but the hardness of Ni- c BN/ h BN composite coating is slightly higher. After pre-plating nickel treatment ， the adhesion between Ni- c BN/ h BN composite coating and the matrix is up to 68 MPa ， but the adhesion between hard chromium coating and the matrix is poor. The wear resistance of Ni-P electroless coating and Ni- c BN/ h BN composite coating is equivalent at room temperature ， but the wear resistance of Ni- c BN/ h BN composite coating is slightly better at 200 ℃. The hard chromium coating has obvious peeling and serious adhesive wear under the action of friction stress ， its wear resistance is poor. Ni- c BN/ h BN composite coating is more suitable for the wear-resistant coating on the surface of 9Cr18 stainless steel.
参考文献/References:
[1] 古乐 , 王黎钦 , 郑德志 , 等 . 液氮介质中 Si 3 N 4 /9Cr18 配副摩擦磨损性能研究 [J]. 润滑与密封 , 2007(11): 48-50, 27.
[2] Lemoine E, Nelias D, Thouvere F, et al. Influence of fretting wear on bladed disks dynamic analysis[J]. Tribology International, 2020, 145:106148.
[3] 刘峰斌 , 李景林 , 金杰 , 等 . 氮离子注入 9Cr18Mo 不锈钢的表面结构与力学性能 [J]. 稀有金属材料与工程 , 2013, 42(9): 1833-1843.
[4] 包翠敏 , 庄春瑜 , 陈蕊 , 等 . 压缩机叶轮用不锈钢化学镀 Ni-P 工艺及镀层性能 [J]. 材料保护 , 2015, 48(6): 7-11, 6.
[5] 徐雨生 , 丁慧 , 向莉 , 等 . Ni- 金刚石复合涂层的厚膜化及其耐磨性研究 [J]. 表面技术 , 2019, 48(4): 223-229.
[6] 王跃明 , 唐求豪 , 夏运朝 , 等 . 超音速火焰喷涂 TiB 2 -50Ni 复合涂层的高温摩擦磨损性能 [J]. 表面技术 , 2020, 49(10): 89-98.
[7] 杨堃 , 张明 , 孙小岚 . TC2 、 TC6 表面喷涂 WC-17Co 与电镀铬耐磨性能对比 [J]. 电镀与精饰 , 2021, 43(10): 26-30.
[8] Irissou E, Dadouche A, Lima R S. Tribological characterization of plasma-sprayed CoNiCrAlY-BN abradable coatings[J]. Journal of Thermal Spray Technology, 2014, 23(1-2): 252-261.
[9] 胡忠卿 , 王帅星 , 柳鑫 , 等 . 不同镀铬工艺及镀铜预处理对 30CrMnSiA 高强钢疲劳性能的影响 [J]. 表面技术 , 2021, 50(5): 184-191.
[10] 苑博旭 , 马春阳 , 张思栋 . 超声 - 射流电沉积 Ni/Co-TiN 纳米镀层的工艺参数优化及性能研究 [J]. 材料保护 , 2022, 55(5): 92-98, 133.
[11] Zhou H, Du N, Zhu L, et al. Characteristics investigation of Ni-diamond composite electrodeposition[J]. Electrochimica Acta, 2015, 151:157-167.
[12] Jin P, Sun C, Zhou C, et al. Effect of SiC particle size on structures and properties of Ni-SiC nanocomposites deposited by magnetic pulse electrodeposition technology[J]. Ceramics International, 2019, 45(16): 20155-20164.
[13] 刘静 , 王帅星 , 王万成 , 等 . c BN 微粒粒径及含量对 Ni- c BN 复合镀层结构及高温耐磨性的影响 [J]. 表面技术 , 2021, 50(11): 250-259.
[14] Liu Y D, Liu J H, Gu W S, et al. Oxidation, mechanical and tribological behaviors of the Ni/ c BN abrasive coating-coated titanium alloys[J]. Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 2021, 34(7): 1007-1020.
[15] 杨芳儿 , 蔡晨镔 , 黄寅迪 , 等 . 不同 h -BN 含量 Ni-P-WS 2 -BN 化学镀层的组织结构及磨损性能 [J]. 表面技术 , 2022, 51(8): 284-290.
[16] 王檬 , 朱志云 , 冯艳 , 等 . Ni-Cr/ h BN 自润滑复合材料的摩擦学性能研究 [J]. 有色金属科学与工程 , 2013, 4(6): 37-42.
[17] 杨班权 , 陈光南 , 张坤 , 等 . 涂层 / 基体材料界面结合强度测量方法的现状与展望 [J]. 力学进展 , 2007, 37(1): 67-79.
[18] 詹中伟 , 葛玉麟 , 田礼熙 , 等 . 搅拌速度和颗粒尺寸对复合电沉积 Ni- c BN 复合量的影响及机理分析 [J]. 电镀与精饰 , 2022, 44(1): 1-5.
[19] 汤金钢 , 刘道新 , 唐长斌 , 等 . Ti6Al4V 钛合金表面 Zr-N 合金化层的抗高温摩擦磨损性能 [J]. 稀有金属材料与工程 , 2013, 42(2): 331-335.
[20] 秦峰 , 迟新宇 , 袁建军 , 等 . Fe-Al 基复合材料及其涂层高温耐磨性的研究进展 [J]. 材料保护 , 2022, 55(9): 148-152.
[21] 王琪超 , 王帅星 , 杜楠 , 等 . HBN 粒径对 7075-T6 铝合金 PEO 膜结构和性能的影响 [J]. 中国有色金属学报 , 2019, 29(11): 2459-2470.
备注/Memo
收稿日期： 2022-12-06 修回日期： 2022-12-23 作者简介： 喻岚（ 1984 ―），女，工程师，主要从事航空材料表面处理， email ： 368633879@qq.com * 通信作者： 王帅星， email ： wsxxpg@126.com 基金项目： 中国航空发动机集团产学研合作项目（ HFZL2020CXY026 ）