Om de slijtweerstand te ferbetterjen fan boaiemkontaktende dielen fan lânboumasines, FeCoCrNiMn hege entropy-legering, Fe90-legering en Ni60A alloy poeders waarden selektearre foar ferlykjend ûndersyk. De wear-resistant coating waard taret troch laser cladding technology mei 65Mn stiel as it substraat, en syn wear prestaasje waard hifke troch wriuwing en wear test masine. De resultaten die bliken dat de FeCoCrNiMn hege entropy alloy coating hie de tichtste struktuer, relatyf ienfâldige kerrels, en gjin komplekse intermetallic ferbinings waarden foarme; de mikrostruktuer nôt ferdieling fan Ni60A en Fe90 alloy coating wie relatyf steurd. De wear ferlies fan 65Mn stielen substraat, Ni60A alloy, Fe90 alloy en FeCoCrNiMn hege entropy alloy coating wie 9, 4, 5 en 2 mg respektivelik, en de wear ferlies fan it substraat wie folle grutter as dy fan de coating. De Vickers hurdens fan Fe90 en Ni60A alloy coating is 683.87 en 663.62 HV, en de hurdens fan Fe-CoCrNiMn hege entropy alloy coating is 635.81 HV, dat is wat leger as oare coatings, mar syn wear ferset is goed.

Mei de rappe ûntwikkeling fan agraryske masines en apparatuer wurde de boaiem-kontakte dielen fan lânboumasines beynfloede troch de ynfloedslijtage en wriuwing fan abrasives lykas boaiem en sân foar in lange tiid, wat hegere easken stelt oan 'e wearbestindigens fan tradisjonele boaiem - kontakt dielen. Under ferskate anty-wear maatregels, laser cladding en oerflak behanneling fan it mislearre oerflak fan de boaiem-kontakt dielen binne twa faak brûkte behanneling metoaden. Se brûke beide ferskillende fillers om it coatingmateriaal te smelten of te ferwaarmjen yn in semi-smelte steat en it op it oerflak fan it substraat te dekken, wêrtroch de slijtbestriding fan it substraat ferbetterje. De twa meast foarkommende coating materialen foar boaiem-kontakt dielen binne izer-basearre alloys en nikkel-basearre alloys. Beide coating materialen binne basearre op in alloy elemint en ferbetterje de coating prestaasjes troch it tafoegjen fan oare passende eleminten. Op it stuit is it ûndersyk en tapassing fan it ferbetterjen fan de slijtweerstand fan tradisjonele metalen materialen ticht by sêding, en de romte foar ûndersyk wurdt lytser en lytser.

Alloys mei hege entropy binne gearstald út in ferskaat oan alloying eleminten mei ferlykbere atoomferhâldingen, mei mear unifoarme en ienfâldige fêste oplossing fazen, showing hege sterkte, hege wear ferset en goede corrosie ferset. Mei help fan hege entropy alloy poeder te meitsjen wear-resistant coatings op lânboumasines boaiem-kontakt dielen, de dielen hawwe hege wear ferset en kin fierder útwreidzje harren libbensdoer.

Laser cladding technology wurdt brûkt foar it tarieden fan coatings, dat hat de foardielen fan waarmte konsintraasje en lytse waarmte-oandwaande sône. De organisatoaryske struktuer produsearre yn it casting gebiet is ek oars as oare cladding metoaden, lykas electrospark deposition, magnetron sputtering en plasma cladding. Tagelyk wurdt laser cladding technology brûkt foar it tarieden fan coatings, en amorfe organisatoaryske struktueren wurde foarme yn de coating organisaasje. Op it stuit binne d'r in pear stúdzjes oer de tapassing fan coatingmaterialen mei hege entropy-legering yn 'e tarieding fan slijtbestindige coatings foar lânboumasjines dy't boaiemkontakt meitsje. Yn dit papier, Fe90 alloy, Ni60A alloy en FeCoCrNiMn hege entropy alloy wear-resistant coating waarden taret op it oerflak fan 65Mn stiel mei help fan laser cladding technology. De wriuwing en wear eigenskippen fan hege entropy alloy Coatings waarden fergelike en studearre, en harren tribological wetten waarden ferkend te foarsjen in referinsje foar de tapassing útwreiding fan hege entropy alloys.

1 Eksperimintele materialen en metoaden

1. 1 Coating tarieding
De stekproef brûkt 65Mn hege koalstof maitiid stiel as de basis materiaal, en waard snije yn gebrûk mei in grutte fan 200 mm × 400 mm × 4 mm mei help fan in metallographic cutting masine. It stekproef waard gemalen en gepolijst foar beklaaiïng om te foarkommen dat de oksidelaach, oalje en oare ûnreinheden op it oerflak fan 'e stekproef de bondingsterkte tusken de coating en it stekproef beynfloedzje. 80, 120, 220, 800, 1 000, 1 500 en 2 000 grit skuorpapier waarden op beurt brûkt foar slypjen. De gepolijst sample waard ultrasonysk skjinmakke yn ethanol foar 5 min, pleatst yn in droege oven by 105 ℃ foar 10 min, en fersegele en opslein nei it droegjen. Fe90 alloy, Ni60A alloy en FeCoCrNiMn hege entropy alloy poeder (partikel grutte fan 45 oant 105 μm) waarden selektearre as de beklaaiïng laach materialen. De gemyske gearstalling fan 'e testmaterialen en poeders wurde werjûn yn Tabel 1. De maksimale útfierkrêft fan' e CW-CBW-8000G-91-20L laserbeklaaiïngapparatuer is 25,000 W. De test oannimt de side-axis breedbân poeder feeding metoade, argon beskermjende gas, en de coating coating dikte is 1 mm. De parameters fan it beklaaiproses wurde werjûn yn Tabel 2.

1.2 Testkarakterisaasje
65Mn stiel is sample S1, Ni60A alloy coating is sample S2, Fe90 alloy coating is sample S3, en FeCoCrNiMn hege entropy alloy coating is sample S4. De metallografyske etsoplossing fan sample S1 is 4% salpetersäure-oplossing (konsintrearre salpetersäure en anhydrous ethanol, folumeferhâlding is 4: 100); de metallografyske etsoplossing fan sample S2 is koper sulfate pentahydrate oplossing (hydrochloric acid, wetter en koper sulfate, folume ratio is 10: 10: 1); de metallografyske etsoplossing fan samples S3 en S4 is 5% aqua regia (konsintrearre sâltsoer en konsintrearre salpetersûr, folumeferhâlding is 3: 1).

De metallografyske mikrostruktuer fan 'e stekproef waard waarnommen troch Leica DM4000M metallografyske mikroskoop; it oerflak en dwerstrochsneed hurdens fan de stekproef waard metten troch Jinan Times TMVS-1 digitale display Vickers hurdens tester; de wriuwing en wear prestaasjes fan it materiaal waard ûntdutsen troch MMU-10 microcomputer-kontrolearre ein gesicht wriuwing en wear tester; de pin-disc wriuwing pear waard brûkt foar de test, en de grinding bal wie in ZrO2 grinding bal mei in diameter fan 6 mm. De test parameters wiene load 50 N, snelheid 80 r / min, en wriuwing tiid 120 min; de morfology fan wear littekens nei de wriuwing en wear test fan it stekproef waard waarnommen troch in optyske mikroskoop.

2 Testresultaten en analyse

2.1 Metallografyske struktuer fan coating
figuer 1 toant it oerflak metallografyske struktuer diagram fan samples S1, S2, S3 en S4. Lykas werjûn yn figuer 1a, is de struktuer fan sample S1 benammen gearstald út ferrite en pearlite ferdield yn in raster foarm. It kin dúdlik sjoen wurde út figuer 1b dat de mikrostruktuer fan 'e coating fan sample S2 is dendrites en reticular eutektika, de organisatoaryske faze is relatyf fyn, en de dendrites binne relatyf rommelich, en de lange strip en blocky organisaasjes wurde generearre ûnregelmjittich. Lykas werjûn yn figuer 1c, is de mikrostruktuer fan 'e dwerstrochsneed fan' e coating fan sample S3 grof en unifoarm dendrites, interlaced dendrite organisaasjes, en in grut oantal ljocht-kleurige shiny korrelige delslach. Lykas werjûn yn figuer 1d, is de dwerstrochsneed organisaasje fan de coating fan sample S4 de meast ticht, benammen gearstald út equiaxed kristallen lykmjittich ferdield, en ûnregelmjittige gatten wurde precipitated. Fergelykjen fan de fjouwer organisaasjes is de oerflakkorrelgrutte fan 'e S4-coating de lytste, de korrels binne dicht en unifoarm, de korrels binne relatyf ienfâldich, en d'r is gjin komplekse intermetallyske gearstallingfoarming.

2. 2 Microhardness fan coating
Figuer 2 is in ferliking fan 'e oerflakmikrohardheid fan' e samples. De Vickers hurdens fan samples S1, S2, S3 en S4 giet oer respektivelik 234.02 HV, 683.87 HV, 663.62 HV en 635.51 HV. Figuer 3 is in ferliking fan 'e dwerstrochsneed microhardness fan' e samples. It kin sjoen wurde út figuer 3 dat de gemiddelde Vickers hurdens fan 'e coatings fan gebrûk S2 en S3 is 3 oant 4 kear heger as dy fan sample S1, wat oanjout dat de hurdens fan' e coating fan S2 en S3 is heger en de cladding metallurgy crystallization effekt is better. De gemiddelde Vickers hurdens fan de coating oerflak fan sample S4 is wat leger as dy fan samples S2 en S3. Dit komt om't as it FeCoCrNiMn-poeder fan hege entropy-legering rap wurdt fersteurd, is de roosterferfoarming lyts, en de FCC-kristalstruktuer wurdt delset en ferspraat yn 'e amorfe fan' e beklaaiïnglaach, dy't ta in beskate mjitte reflektearje kin dat de FeCoCrNiMn hege entropy-legering coating hat goede taaiens en lege hurdens.

2.3 Friksje en wear eigenskippen
2.3.1 Gemiddelde wriuwingskoëffisjint
figuer 4 is de gemiddelde wriuwingskoëffisjint kromme fan samples S1, S2, S3 en S4. It kin sjoen wurde dat by keamertemperatuer, de trochsneed wriuwingskoëffisjint fan it oerflak fan sample S1 oer 0.53, en de trochsneed wriuwing koeffizient fluktuearret it meast yn 'e earste 20 minuten, oprinnend nei likernôch 0.6; as de tiid trochgiet, hat de gemiddelde wriuwingskoëffisjint de neiging om stabyl te wêzen. Dit komt omdat yn it iere stadium fan wriuwing tusken sample S1 en ZrO2 grinding bal, der binne in soad wear pún tusken de wear mark en de grinding bal, dat produsearret in grutte shear stress, resultearret yn in skerpe fluktuaasje fan de wriuwing koeffizient. De gemiddelde wriuwingskoëffisjinten fan samples S2, S3 en S4 binne sawat 0.38, 0.32 en 0.25. De komplekse ferdieling fan hurde faze dieltsjes yn sample S2 feroarsaket de gemiddelde wriuwingskoëffisjint kromme te fluktuearjen mear geweld. De hurdens fan samples S3 en S4 is folle lytser as dy fan ZrO2 grinding bal. De coating alloy materiaal mei legere hurdens hat ek legere shear sterkte, dat is befoarderlik foar it ferminderjen fan de gemiddelde wriuwing koeffizient tidens wriuwing. De gemiddelde wriuwingskoeffisientkurven fan samples S3 en S4 hawwe yn prinsipe deselde trend, behâld fan in relatyf stabyl dynamysk lykwicht. Under harren, de gemiddelde wriuwing koeffizient fan sample S4 is it leechste, de wriuwing krêft ûnder deselde krêft is de lytste, en de wear graad is de leechste. Dit komt omdat doe't sample S4 wurdt fluch ôfkuolle, der binne minder ûnreinheden faze dieltsjes, de coating oerflak is soepeler en hat minder mankeminten, en it kontakt mei de ZrO2 grinding bal is soepeler, sûnder dúdlik en drastyske fluktuaasjes.

2. 3. 2 Wear gewicht ferlies
De wear gewicht ferlies gegevens fan de gebrûk binne werjûn yn figuer 5. De maksimale wear ferlies fan sample S1 is 9 mg, en de wear ferlies fan samples S2 en S3 binne respektivelik 4 mg en 5 mg. Under harren is de wear ferlies fan sample S4 it leechste, dat is 2 mg. Dit komt omdat de FeCoCrNiMn hege entropy alloy coating hat in inkele FCC faze, hege plasticity en goede taaiens. Under de wriuwing side-effekt fan in lading fan 50 N, de FeCoCrNiMn hege entropy alloy materiaal kin absorbearje in grutte hoemannichte enerzjy, is net maklik te foarmjen wurgens peeling, en hat goede wear ferset.

2.3.3 Wear morfology analyze
Figuer 6 toant de morfology fan wear littekens fan 'e fjouwer samples waarnommen ûnder deselde testbetingsten nei 120 minuten wear. Lykas kin wurde sjoen út figuer 6a, S1 hat slimme plastyske deformation fanwege syn lege totale hurdens, it konkave oerflak fan de wear litteken is rûch, der is in grut gebiet fan bonding laach, en delamination bart. As kin sjoen wurde út figuer 6b, is de coating oerflak fan monster S2 ûnregelmjittich ferdield mei elliptyske dot-shaped wite ferbiningen, dy't fersterket de hurdens fan de coating, beselskippe troch dúdlike wear scars en unidirectional furrows. De coating oerflak hurdens fan sample S3 is de heechste, lykas werjûn yn figuer 6c, de wear litteken breedte is smel, en de grooves op de coating oerflak binne ûndjip. Yn tsjinstelling, yn figuer 6d, de grooves fan de coating fan sample S4 hiel glêd, dat komt troch de unifoarme struktuer fan de cladding laach, fyn korrels, en goede wear ferset; d'r binne dúdlik ûnregelmjittige poaren yn 'e groeven, dy't kin wurde feroarsake troch it poeder fan' e hege entropy-legering dy't mingd wurdt mei gas yn 'e smelte steat ûnder de hege temperatuer fan' e laserstraal, en it gas dat útkomt as it stekproef wurdt kuolle om poaren te foarmjen. .

Under deselde testbetingsten, hoe grutter de breedte fan it testwear-litteken, hoe grutter it gewichtsverlies. Troch it fergelykjen fan it gewichtsverlies fan ferskate samples yn figuer 5, kin sjoen wurde dat de relaasje tusken de grutte fan 'e stekproef fan' e stekproef S1> S3> S2> S4 is. Dit is yn oerienstimming mei de testresultaten fan gewichtsverlies werjûn yn figuer 5.

Konklúzje

1) De FeCoCrNiMn hege entropy alloy coating hat de tichtste struktuer en de lytste nôt grutte, wylst de mikrostruktuer nôt ferdieling fan de Ni60A en Fe90 alloy coating is mear chaotysk. De FeCoCrNiMn-coating fan hege entropy-legering hat in relatyf ienfâldige nôtstruktuer en gjin komplekse intermetallyske ferbiningen wurde foarme.

2) De Vickers hurdens fan 'e Ni60A alloy, Fe90 alloy en FeCoCrNiMn hege entropy alloy coatings is likernôch 683.87, 663.62 en 635.51 HV, dat is signifikant heger as de Vickers hurdens fan it substraat (234.02 HV). De hurdenswearde fan 'e Fe-CoCrNiMn-coating fan hege entropy-legering is wat leger as dy fan' e Ni60A-legering en Fe90-legeringscoatings, dy't har wearbestriding net beynfloedzje.

3) De slijtageferlies fan 65Mn stielen substraat, Ni60A alloy, Fe90 alloy en Fe-CoCrNiMn hege entropy alloy coating binne respektivelik 9, 4, 5 en 2 mg. It wear litteken fan FeCoCrNiMn hege entropy alloy coating is de glêdste, mei ûndjippe wear litteken djipte, lyts materiaal ferlies en de heechste wear ferset.