金屬與陶瓷材料各有其獨(dú)特的優(yōu)異性能和明顯的性能弱點(diǎn)，如何把金屬與陶瓷材料各自的優(yōu)勢(shì)性能結(jié)合起來，一直是材料科學(xué)與工程界研究的方向。金屬陶瓷復(fù)合涂層技術(shù)，即在塑性的基體上均勻地分布著顆粒形狀、尺寸大小適當(dāng)?shù)奶沾上?，成功地?shí)現(xiàn)金屬和陶瓷的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，制備既有金屬強(qiáng)度和韌性，又有陶瓷耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合材料，大大拓寬了金屬材料和陶瓷材料各自的應(yīng)用范圍，在航空、航天、化工、機(jī)械、電力等工業(yè)領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。在工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬陶瓷涂層主要有：WC-10Co-Cr、Cr3C2-NiCr等。

    金屬陶瓷涂層由難熔WC和CrC硬質(zhì)相與韌性良好的金屬相組成，具有較高的高溫硬度、優(yōu)異的高溫耐磨性、耐蝕性、抗氧化性及較高的結(jié)合強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于高溫磨粒磨損、腐蝕磨損和沖蝕磨損工況下工作的零件，如連續(xù)退火線的爐輥、軋鋼廠連續(xù)生產(chǎn)線上的芯輥、氣缸活塞環(huán)、缸襯等。TiB2基金屬陶瓷涂層具有高熔點(diǎn)、高硬度、良好的電和磁性能以及高抗腐蝕性，是一種潛在的替代Cr3C2用于高溫、耐磨的金屬陶瓷。

針對(duì)WC涂層產(chǎn)品的性能特點(diǎn)，將其與客戶螺紋塊45鋼做耐磨性測(cè)試對(duì)比，該試驗(yàn)由廣東正德科技有限公司在實(shí)驗(yàn)室中完成。實(shí)驗(yàn)設(shè)備為國(guó)產(chǎn)銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，測(cè)試時(shí)間為60min。

實(shí)驗(yàn)?zāi)Σ烈院?，從宏觀形貌看（圖1），客戶樣品磨痕更清晰，摩擦痕跡寬度較寬，正德樣品表面僅有微小的劃痕，二者相比客戶樣品磨損更為嚴(yán)重。

圖1 摩擦試驗(yàn)后的宏觀形貌

微觀形貌圖顯示（圖2），客戶樣品摩擦軌跡清晰，軌跡周邊有變形的磨屑聚集，正德樣品表面劃痕不明顯（僅有圓周狀不連續(xù)的白色痕跡），表明正德樣品耐磨性較好。

圖2客戶樣品與正德樣品磨損顯微形貌

    客戶樣品與正德樣品摩擦系數(shù)如圖3，客戶樣品摩擦系數(shù)較高，且波動(dòng)幅度較大，表明摩擦過程中，樣品表面形貌變化較復(fù)雜，正德樣品摩擦系數(shù)小，相對(duì)平穩(wěn)。

圖3 客戶樣品與正德樣品摩擦系數(shù)

表1總結(jié)了磨損質(zhì)量和磨損率。從磨損質(zhì)量和磨損率來看，正德樣品兩項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于客戶樣品。磨損失重只為客戶樣品的1/2，磨損率低于1/2。

表1磨損質(zhì)量和磨損率

客戶樣品與正德樣品磨損橫截面寬度及深度如圖4，正德樣品橫截面寬度和深度約為客戶樣品的1/2，該結(jié)論與磨損質(zhì)量與磨損率相符。

圖4 客戶樣品和正的樣品摩擦橫截面對(duì)比

綜合分析表明：正德樣品硬度約為客戶樣品的2倍，摩擦系數(shù)和磨損質(zhì)量?jī)H為客戶樣品的1/2，摩痕深度較淺，磨損率小于客戶樣品的1/2。廣東正德材料表面科技有限公司所制備的涂層樣品（正德樣品）耐磨性能大幅度提升，對(duì)比于客戶樣品，耐磨性能提升2倍以上。

廣東正德超音速噴涂耐磨耐蝕金屬陶瓷涂層的性能指標(biāo) -肖猛

文章來源：廣東正德材料表面有限公司