Page 67 - 理化检验-物理分册2024年第十一期
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汪志刚，等：含镍包WC铁基合金涂层显微组织和摩擦磨损性能
图 6 室温下基体和不同镍包 WC 含量涂层的摩擦因数曲线 图 8 高温下基体和不同镍包 WC 含量涂层的摩擦因数曲线
摩擦因数曲线。由图6可知：基体试样的摩擦因数约
为0.6，不含镍包WC涂层试样的摩擦因数约为0.55，
含有质量分数为20%，30%镍包WC涂层试样的摩
擦因数分别约为0.52，0.49。
图7为室温下基体和不同镍包WC含量涂层的
磨损轮廓曲线。由图7可知：基体试样的磨损深度
约为4.80 µm，磨损宽度约为815 µm；不含镍包WC
涂层试样的磨损深度约为 3.21 µm，磨损宽度约为
734 µm；随着镍包WC含量增大， 涂层的磨损深度和
磨损宽度逐渐减小。
图 9 高温下基体和不同镍包 WC 含量涂层的磨损轮廓曲线
逐渐减小。
对比磨损深度和磨损宽度，质量分数为30%的
镍包WC涂层耐磨性更高，因为涂层中弥散分布有
Fe 3 W 3 C、Fe 6 W 6 C、WC和Cr 23 C 6 等硬质相，这些相具
有细化晶粒的作用，使涂层的耐磨性较原始基体显
著提高。材料摩擦磨损性能提高的原因为：涂层组
织致密，使涂层表面粗糙度降低、摩擦因数减小；位
错密度增大、晶粒细化及硬质相的产生使涂层组织
致密性提高、显微硬度增大、接触面积减小，不易发
生黏着磨损；晶粒细化的涂层更具保护性和附着力，
图 7 室温下基体和不同镍包 WC 含量涂层的磨损轮廓曲线
起到钝化作用，改善了涂层的摩擦磨损性能。
图8为高温下基体和不同镍包WC含量涂层的
摩擦因数曲线。由图8可知：基体试样的摩擦因数 3 结论
约为0.63，不含镍包WC涂层试样的摩擦因数约为 （1）镍 包 WC 铁基合金涂层物相为 Cr 23 C 6 、
0.55，含有质量分数为20%，30%镍包WC涂层试样 Fe 3 W 3 C、Fe 6 W 6 C和WC等；随着镍包WC含量的不
的摩擦因数分别约为0.49，0.45。 断增大，大部分WC颗粒与铁基合金元素发生化学
图9为高温下基体和不同镍包WC含量涂层的 反应，产生新的碳化物相，形成网络状结构，使材料
磨损轮廓曲线。由图9可知：基体试样的磨损深度 晶粒细化。当镍包WC质量分数为 30%时，Cr 23 C 6
约为43.6 µm，磨损宽度约为996 µm；不含镍包WC 和Fe 6 W 6 C数量增多，铁基合金涂层的组织致密、细
涂层试样的磨损深度约为37.8 µm，磨损宽度约为 化效果最明显。
993 µm；随着镍包WC含量的增大， 涂层的磨损深度 （2）当镍包WC质量分数为30%时， 涂层硬度达
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