CNTs掺杂钴基复合涂层

耐磨减摩协同提升

通过CNTs原位生成TaC硬质相并保留部分CNTs作润滑相，同时提升涂层硬度和减摩性能。

周圣丰 · 龙雨 · 易艳良 · Deng, Cheng · 胡连喜

Rare Metals 2024

具体参数

显微硬度

738.16 HV

磨损率

6.1 × 10⁻³ mg·m⁻¹

平均摩擦系数

0.44

TaC体积分数

16.12 vol%

γ-(Co,Cr)纳米硬度

9.36 GPa

β-(Co,Cr)Al纳米硬度

11.19 GPa

技术优势

硬度大幅提升

原位生成的TaC作为硬质相弥散分布，使涂层显微硬度从HV 536.25提高到HV 738.16，提升约38%。

磨损率降低81%

TaC硬质相抵抗磨粒磨损，残留CNTs形成润滑膜降低剪切力，磨损率从32.4×10⁻³ mg·m⁻¹降至6.1×10⁻³ mg·m⁻¹。

摩擦系数降低

CNTs的自润滑效应在摩擦界面形成转移膜，使平均摩擦系数从0.55降至0.44。

应用场景

• 高温耐磨涂层：借助TaC硬质相和CNTs润滑相，涂层在高温摩擦工况下能显著降低磨损和摩擦系数，延长部件寿命。
• 航空发动机涂层：该涂层可应用于航空发动机高温部件，提升耐磨性和减摩性，减少维护次数。
• 机械部件表面强化：激光熔覆制备的涂层能大幅提高基体表面硬度，替代传统表面强化处理。
• 钴基合金涂层：在钴基合金中引入CNTs原位生成TaC，同时保留润滑相，升级传统钴基涂层的摩擦学性能。