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炮钢表面电火花沉积钨合金涂层的摩擦磨损性能

2021-08-06李冬敏梁振刚

沈阳理工大学学报 2021年2期

张 贺,李冬敏,梁振刚

(1.沈阳理工大学 装备工程学院,沈阳110159;2.康平县高级中学,沈阳 110500)

武器装备在我国国防事业中发挥了举足轻重的作用,但其关键构件常常因在高载、高速等恶劣工况下工作,摩擦磨损现象非常严重,关键构件的更换消耗了大量的经费开支[1]。火炮身管因在高能发射药的作用下,射击精度及使用寿命经常会受到身管内膛磨损因素的制约[2]。提高身管内膛的耐磨损性能是解决这一问题的行之有效的措施。钨合金是一种高密度、高强度、高韧性的硬质合金材料,在国防科技、工程技术、国民生活中都有广泛的应用[3],如穿甲弹的弹芯材料、破甲弹的药形罩、飞机压舱平衡块、X射线的屏蔽材料等[4-5]。将钨合金作为涂层材料,沉积在火炮身管内膛表面,不仅可以保留炮钢的高断裂韧性性能,还可以大大增强其表面的耐磨损性能。

与其他沉积方法相比,电火花沉积技术具有设备价格低廉、操作简单等优点。该技术是将电极材料与基体在放电火花的作用下同时熔化在一起,发生复杂的物理变化和化学反应而形成新的微米级、甚至纳米级硬质相[6],具有非常牢固的冶金结合界面,有利于身管内膛在特殊工况环境下的需要。本文利用电火花沉积技术,在炮钢表面沉积钨合金涂层,研究钨合金涂层的摩擦磨损性能。

1 实验材料及方法

1.1 实验材料

基体选用炮钢(CrNi3MoVA钢)[7],在电火花线切割机上制成10mm×15mm×4mm的小长方体;电极材料为φ5mm×50mm的钨合金,化学成分为钨合金中强度和塑性优异的90W-7Ni-3Fe合金[8]。……

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