Inconel 718 合金表面納米多層CrAlN/CrN涂層的制備及高溫摩擦學性能研究

宋宇濤，李春玲，張淑珍，尚倫霖，張廣安

(1.蘭州理工大學機電工程學院，甘肅 蘭州 730050；2.中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730000)

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Inconel 718 合金因具有良好的抗氧化、抗疲勞、抗蠕變和焊接、加工性能，以及較高的強度和長期組織穩(wěn)定性而被廣泛應用于航空、航天、冶金和核能等領域[1]。然而，表面硬度低、耐磨性差等問題嚴重影響了以Inconel 718 合金為基材的軸、軸承、轉子等關鍵運動零部件在高頻、高載、高溫交互作用工況中的服役壽命。因此，優(yōu)化基材的力學性能和摩擦學性能，對提高以Inconel 718 合金為基材的零部件在極端工況下的使用性能至關重要。

制備耐磨防護涂層是改善基材表面硬度和耐磨性的有效方法之一[2]，國內許多研究者開展了Inconel 718 合金表面涂層制備和相關性能研究的工作。夏思瑤等[3]采用化學氣相沉積技術在Inconel 718 合金表面制備了鋁化物涂層，研究了涂層及基體在650 ℃的高溫持久性能及在455 ℃的疲勞性能，發(fā)現(xiàn)鋁化物涂層試樣的高溫持久性能相比于基體小幅提高，鋁化物涂層也在一定程度上降低了基體的疲勞性能。丁坤英等[4]采用超音速火焰噴涂技術在Inconel 718 合金表面制備了WC-17Co 涂層，考察了涂層在室溫至300 ℃溫度范圍內的疲勞性能，發(fā)現(xiàn)涂層的疲勞壽命在該溫度范圍內隨環(huán)境溫度的上升而下降。廖孟德[5]采用多弧離子鍍技術在Inconel 718 合金表面制備了氧化鉻涂層，研究了涂層在室溫至800 ℃范圍內的摩擦學性能，發(fā)現(xiàn)涂層在800 ℃條件下具有最低的磨損率。……