火炮駐退機(jī)節(jié)制環(huán)耐磨涂層組織及抗沖蝕性能*

崔凱波，王向東，熊 超，蔣有才，王樂(lè)清

(1.陸軍工程大學(xué)火炮工程系，河北 石家莊 050003； 2.中國(guó)白城兵器試驗(yàn)中心，吉林 白城 137001； 3.95982部隊(duì)85分隊(duì)，河南 開(kāi)封 475000)

火炮駐退機(jī)的使用條件苛刻、工況環(huán)境惡劣，節(jié)制環(huán)會(huì)受到駐退液內(nèi)所含金屬顆粒的沖蝕磨損作用，以及駐退液內(nèi)產(chǎn)生或析出氣泡的氣蝕破壞以及電化學(xué)腐蝕作用，各種作用相互影響，最終導(dǎo)致節(jié)制環(huán)失效。在上述失效機(jī)理當(dāng)中，駐退液內(nèi)所含金屬顆粒的沖蝕磨損對(duì)節(jié)制環(huán)的破壞最大，是導(dǎo)致節(jié)制環(huán)失效的主要原因[1]。如果采用定期換件維修或?qū)⒐?jié)制環(huán)整體材質(zhì)用高性能耐磨耐蝕合金替代的方法，都將造成極大的浪費(fèi)。因此，考慮利用表面強(qiáng)化技術(shù)探索提高節(jié)制環(huán)耐磨耐蝕能力的可能性。近些年來(lái)，微弧沉積涂層和激光熔覆涂層兩種工藝方法，在提高材料表層硬度、改善界面摩擦性能、增強(qiáng)部件耐磨能力方面，得到了廣泛應(yīng)用和證實(shí)[2-7]。

本文中，應(yīng)用微弧沉積涂層和激光熔覆涂層2種工藝方法，在鋁黃銅節(jié)制環(huán)內(nèi)徑表面制備耐磨合金涂層，分析不同合金材料和不同工藝制備涂層的組織差異，并對(duì)其抗沖蝕性能進(jìn)行檢驗(yàn)，探索既滿足駐退機(jī)節(jié)制環(huán)的使用環(huán)境和工況條件，又節(jié)約金屬材料、高效節(jié)能的技術(shù)途徑。

1 耐磨涂層的制備

1.1 涂層制備方法

微弧沉積涂層技術(shù)(micro arc deposition coating, MAD Coating)的工作原理如圖1所示。其工作實(shí)質(zhì)是對(duì)通常電弧沉積過(guò)程在時(shí)間和空間上進(jìn)行微分化處理[8]。該工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：可在任何金屬基材表面熔滲碳和沉積抗磨耐蝕涂層；可對(duì)液壓缸活塞、各種轉(zhuǎn)動(dòng)部件軸頸等工件表面的裂紋、凹坑等進(jìn)行焊補(bǔ)修復(fù)；可增厚恢復(fù)尺寸，由此可挽救局域被磨損腐蝕或誤加工超差的工件；涂層沉積效率高、金屬飛濺少，工件表面無(wú)明顯溫升，涂層厚度可達(dá)0.01～0.5 mm，堆敷層的厚度可達(dá)3 mm。

激光熔覆涂層的工作過(guò)程如圖2所示，激光熔覆涂層工藝具有如下優(yōu)勢(shì)：冷卻速度高，結(jié)構(gòu)致密，晶粒細(xì)?。粚?duì)熔覆層的稀釋率低，涂層材料與基體材料呈現(xiàn)冶金結(jié)合特點(diǎn)，不易發(fā)生基材變形；激光熔覆熱影響區(qū)小，熔覆成品率高；能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，覆層質(zhì)量穩(wěn)定；能對(duì)難以接近的或局部微小區(qū)域熔覆，可在不規(guī)則零件上得到均勻的涂層深度[9-10]。本文中，采用Nd:YAG激光器，該激光器能夠產(chǎn)生1 064 nm的波長(zhǎng)，處于紅外光頻段范圍，輸出功率大、振蕩效率高，由于其技術(shù)工藝成熟、工作穩(wěn)定可靠，所以在激光熔覆領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

圖1 微弧沉積涂層的工作過(guò)程Fig.1 Operational principle of MAD coating

圖2 激光熔覆涂層的工作過(guò)程Fig.2 Principle of laser cladding coating

1.2 涂層材料選擇

激光熔覆涂層材料主要采用合金粉末，目前主要包括自熔性合金粉末和復(fù)合粉末兩大類。復(fù)合粉末種類較多，可選空間大，應(yīng)用比較成熟[11]。由于節(jié)制環(huán)基體材料為鋁黃銅合金HAL66-6-3-2，按照金屬銅和金屬鎳可以固液無(wú)限互溶的特點(diǎn)，兩類金屬具有很好的親和性，金屬導(dǎo)熱性能和熱膨脹系數(shù)比較接近，若涂層材料采用銅基或鎳基合金粉末，則基材和涂層之間形成的溫度梯度較小，就能有效避免產(chǎn)生比較高的殘余應(yīng)力與熱應(yīng)力?；谏鲜隹紤]，激光熔覆涂層材料采用銅基合金和鎳基合金硬質(zhì)耐磨復(fù)合粉末。根據(jù)微弧沉積工作原理，涂層電極材料只需導(dǎo)電即可，為在同樣涂層材料條件下比較不同涂層制備工藝的優(yōu)劣，微弧沉積涂層選用與激光熔覆涂層相同成分的銅基合金焊絲和鎳基合金焊絲。選取的銅基合金粉末(焊絲)與鎳基合金粉末(焊絲)成分和含量如表1所示。

表1 合金涂層材料成分含量表Table 1 Element content of alloy coating (%)

1.3 涂層制備工藝參數(shù)

涂層制備工藝參數(shù)會(huì)對(duì)涂層質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，如微弧沉積加工過(guò)程中電極與工件之間的夾角、輸出電壓及輸出功率、保護(hù)氣體的流速等[12-13]。激光熔覆的工藝參數(shù)也會(huì)直接影響涂層質(zhì)量和涂層效率，影響較大的工藝參數(shù)主要包括：基體材料、激光系統(tǒng)、熔覆材料和處理?xiàng)l件等[14-15]。根據(jù)相近電極材料和相同基材微弧沉積時(shí)的工藝參數(shù)，合理確定對(duì)駐退機(jī)鋁黃銅節(jié)制環(huán)進(jìn)行微弧沉積涂層的工藝參數(shù)，如表2所示?？紤]節(jié)制環(huán)的使用工況要求，參照相近合金材料的熔覆涂層工藝參數(shù)，科學(xué)選取駐退機(jī)鋁黃銅節(jié)制環(huán)激光熔覆涂層的加工條件和工藝參數(shù)：選取粒度不大于300目的合金粉末，通過(guò)黏結(jié)法預(yù)先處理，然后用烘箱在200 ℃條件下進(jìn)行烘干，采用Nd:YAG固體激光器，光束掃描方式為圓形光斑單道單層掃描，在制備過(guò)程中同時(shí)輸送氬氣進(jìn)行保護(hù)，詳細(xì)工藝參數(shù)見(jiàn)表3。

在節(jié)制環(huán)內(nèi)徑表面，通過(guò)采用微弧沉積工藝和激光熔覆工藝制備了4種合金涂層，如圖3所示。其中，微弧沉積工藝制備的銅基(W1)和鎳基(W2)合金涂層，如圖3(a)和圖3(b)所示；激光熔覆工藝制備的銅基(R1)和鎳基(R2)合金涂層，如圖3(c)和圖3(d)所示。

表2 微弧沉積涂層工藝參數(shù)Table 2 Process parameters of MAD coating

表3 激光熔覆涂層工藝參數(shù)Table 3 Process parameters of laser cladding coating

圖3 制備的合金涂層節(jié)制環(huán)試樣Fig.3 Alloy coating prepared on the inner surface of throttling ring

2 耐磨涂層的表征

為了分析對(duì)比不同合金種類、不同制備工藝下的耐磨涂層性能，通過(guò)光學(xué)金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜儀及數(shù)字顯微硬度計(jì)等設(shè)備儀器，對(duì)用2種工藝制備的4種耐磨涂層的組織形貌、表面特征、硬度規(guī)律等進(jìn)行觀察分析，為制備駐退機(jī)節(jié)制環(huán)耐磨涂層合理選取涂層材料和工藝方案。

2.1 耐磨涂層的組織形貌

圖4是通過(guò)光學(xué)金相顯微鏡獲取的合金涂層的微觀組織，圖4(a)和圖4(b)分別是微弧沉積工藝制備的銅基和鎳基合金涂層，平均厚度大約80 μm，因?yàn)槭侨斯な殖植僮?，涂層薄厚不均。圖4(c)和圖4(d)分別是激光熔覆方法制備的銅基和鎳基合金涂層，涂層平均厚度140 μm左右，涂層組織均勻致密，通過(guò)觀察組織形貌可知，激光熔覆涂層明顯存在熔覆區(qū)、熱影響區(qū)和基體區(qū)這3個(gè)區(qū)域。熔覆區(qū)在高能激光的瞬間加熱與冷卻作用下，產(chǎn)生快速凝固組織；熱影響區(qū)介于基體區(qū)和熔覆區(qū)之間，此區(qū)域在制備過(guò)程中受到激光熱能影響，原子間再結(jié)晶生成新的晶粒，具有冶金結(jié)合的特點(diǎn)；基體區(qū)由于受激光熱影響較小，仍然保持原有的組織特征。

圖4 耐磨涂層的顯微組織形貌Fig.4 Microstruture morphology of wear resistant coatings

由于基體材料與涂層材料的熱物理參數(shù)，如膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率等存在差別，在電極或者激光作用下，基材與涂層之間存在一定的溫度梯度，在制備過(guò)程中涂層內(nèi)可能產(chǎn)生熱應(yīng)力，并且在氣孔、夾雜等處容易導(dǎo)致應(yīng)力集中，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋甚至開(kāi)裂，如圖4(b)和4(c)所示，涂層W2(鎳基合金)與涂層R1(銅基合金)都產(chǎn)生了少量的裂紋。裂紋的產(chǎn)生將會(huì)嚴(yán)重影響合金涂層的質(zhì)量，降低基體和涂層之間的結(jié)合強(qiáng)度，容易導(dǎo)致涂層從基體上剝落，起不到提高硬度和表面強(qiáng)度的效果。另外，當(dāng)制備合金涂層時(shí)，伴隨著溫度下降，合金粉末或焊絲由液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)，由于氣體溶解度隨著溫度的降低減小，沒(méi)有從合金材料中逸散的氣體將在涂層內(nèi)形成氣孔或者孔隙，如圖4(c)所示，涂層R1(銅基合金)出現(xiàn)了少量孔隙。涂層中存在的氣孔或孔隙，將會(huì)影響涂層的強(qiáng)度、隔熱性能，當(dāng)涂層應(yīng)用于腐蝕環(huán)境時(shí)，氣孔和孔隙還會(huì)使腐蝕介質(zhì)浸入基材表面，加速基材發(fā)生腐蝕導(dǎo)致失效。

2.2 耐磨涂層的顯微硬度

圖5 合金涂層不同位置的顯微硬度Fig.5 Microhardness of coating in different regions

合金涂層剖面的顯微維氏硬度測(cè)試方案如下：采用DHV-1000Z型數(shù)字顯微硬度儀，由于微弧沉積涂層和激光熔覆涂層的厚度不同，微弧沉積涂層厚度平均80 μm，沿表層垂直向下測(cè)量10個(gè)點(diǎn)獲取硬度值，激光熔覆涂層厚度平均140 μm，同樣沿表層垂直向下測(cè)量15個(gè)點(diǎn)獲取硬度值，測(cè)量距離為從表層到220 μm處。不同合金涂層的各個(gè)區(qū)域和位置的顯微硬度變化曲線如圖5所示，可以看出：采用微弧沉積工藝制備的涂層W1(銅基合金)和涂層W2的顯微維氏硬度分別是560和630。采用激光熔覆方法制備的涂層R1(銅基合金)和涂層R2(鎳基合金)的顯微維氏硬度分別是440和480。為便于分析硬度分布規(guī)律，在圖中標(biāo)注了3個(gè)分界面，其中Interface I距離表層80 μm，是合金涂層W1和W2與鋁黃銅基體的分界面，Interface II距離表層約100 μm，是合金涂層R1和R2的熱影響區(qū)和熔覆區(qū)的分界面，Interface III距離表層大致140 μm，是合金涂層R1和R2的基體與熱影響區(qū)的分界面。

根據(jù)圖5所示的顯微硬度分布曲線總結(jié)得到：(1)無(wú)論采用微弧沉積工藝還是激光熔覆工藝，與基體相比，四種合金涂層的顯微維氏硬度均大幅度提高，在涂層與基體的分界面以下區(qū)域，所測(cè)硬度值接近基體顯微硬度值；(2)涂層顯微硬度與合金材料種類密切相關(guān)，無(wú)論材料形式(合金焊絲或合金粉末)還是制備方式(微弧沉積或激光熔覆)發(fā)生變化，銅基合金涂層的顯微維氏硬度值均要低于鎳基合金涂層的顯微硬度值；(3)涂層顯微維氏硬度大小與涂層制備方式有關(guān)，不同工藝條件制備涂層的顯微維氏硬度有明顯差異，無(wú)論是鎳基合金還是銅基合金材料，激光熔覆涂層的顯微維氏硬度比微弧沉積涂層低；(4)微弧沉積涂層顯微維氏硬度的提高，歸因于涂層制備時(shí)的非平衡冶金過(guò)程促使組織晶粒充分細(xì)化，顯著加大了合金材料中硬質(zhì)的固溶度，起到了增強(qiáng)涂層硬度的作用，微弧沉積涂層的硬度是基體材料硬度的2.2倍左右；(5)激光熔覆涂層具有三階梯式的顯微維氏硬度分布規(guī)律，基體硬度值低于熱影響區(qū)硬度值，熱影響區(qū)硬度值低于表層熔覆區(qū)的硬度值，涂層的表層熔覆區(qū)的顯微硬度最高。

所以，根據(jù)合金涂層的微觀組織特征、涂層涂覆厚度、涂層顯微硬度規(guī)律等分析結(jié)果，如表4所示，在上述不同工藝條件和不同合金材料制備的耐磨涂層中，微弧沉積涂層W1(銅基合金)和激光熔覆涂層R2(鎳基合金)的涂層質(zhì)量相對(duì)較好，可以深入開(kāi)展對(duì)比和研究。

表4 不同合金涂層分析結(jié)果對(duì)比Table 4 Quality comparison of four kinds of alloy coatings

2.3 耐磨涂層的能譜分析

圖6(a)為在表2所示的工藝參數(shù)條件下，電極單點(diǎn)沉積(放電一次)時(shí)，在基體表面形成的沉積斑的形貌圖，沉積斑是合金材料瞬間熔融而又快速冷凝形成的不規(guī)則凹凸斑點(diǎn)。其形成過(guò)程類似液滴噴濺后形成的“噴涌”。在不同的工藝條件下，單點(diǎn)沉積斑的形貌特征基本接近，只是在沉積斑的厚度或直徑等方面存在差別。多次重復(fù)放電后，沉積點(diǎn)互相重疊并層層疊加，最終形成微弧沉積涂層。

圖6(b)為激光熔覆涂層截面的掃描電鏡圖像，可以看出，涂層組織致密、厚度較為均勻，熔覆涂層與基體間的結(jié)合界面分明，熔合很好，屬于冶金結(jié)合。尤為重要的是，涂層和基材結(jié)合面處無(wú)熔渣、孔隙及裂紋等缺陷，涂層質(zhì)量較高。激光熔覆的熱影響區(qū)寬度一般為8～15 μm，但圖6(b)中的熱影響區(qū)不容易區(qū)分辨識(shí)。另外，激光熔覆涂層的表面粗糙度得到了較大改善，減少了二次磨削工作量，表面較為平整光滑。

圖6 耐磨涂層的SEM圖像Fig.6 SEM image of wear resistant coatings

運(yùn)用INCA350型能譜儀測(cè)定合金涂層的元素成分，元素能譜如圖7所示。圖7(a)顯示，微弧沉積銅基涂層中含有Cu、Ni、Fe、Al、Cr、Mo和C等元素。圖7(b)顯示，激光熔覆鎳基涂層中含有Ni、Cr、W、Fe、Cu、Si和C等元素。能譜測(cè)得的元素成分與表1所示合金涂層的元素成分吻合。

對(duì)于微弧沉積涂層，加入Cr、Mo、Al和C等元素后，會(huì)起到固溶強(qiáng)化和細(xì)化組織的作用，在高溫熔融和快速冷卻過(guò)程中，不斷形成許多亞穩(wěn)相和強(qiáng)化相，達(dá)到提高組織硬度、增強(qiáng)材料耐磨性能的效果。對(duì)于激光熔覆涂層，加入Cr、W、Si和C等元素后，由于激光熔覆的功率密度高達(dá)103～108W/cm2，可在0.1～1 s的短時(shí)間內(nèi)完成熔覆過(guò)程，具有瞬間急劇升溫和快速冷卻凝固的特點(diǎn)，在熔覆冷卻過(guò)程中，涂層中的合金元素Si和Cr等會(huì)溶于r-Ni枝晶，起到固溶強(qiáng)化的效果。加入W元素后，W元素能夠溶入固溶體造成固溶強(qiáng)化，未熔的W顆粒會(huì)造成彌散強(qiáng)化，使得枝晶細(xì)小后產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)化作用，這些都有利于涂層顯微硬度的提高[16-17]。

圖7 耐磨涂層的EDS分析Fig.7 EDS analysis of wear resistant coatings

3 后坐沖擊試驗(yàn)驗(yàn)證

反后坐裝置試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)火炮反后坐裝置的強(qiáng)沖擊模擬試驗(yàn)。利用反后坐裝置試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)駐退機(jī)開(kāi)展動(dòng)力后坐沖擊試驗(yàn)，檢測(cè)駐退機(jī)節(jié)制環(huán)標(biāo)準(zhǔn)件和改進(jìn)件的沖蝕磨損性能，進(jìn)而驗(yàn)證耐磨涂層的優(yōu)劣。

3.1 沖擊試驗(yàn)過(guò)程

圖8 反后坐裝置沖擊試驗(yàn)工作原理Fig.8 Impact test principle of recoil mechanism

反后坐裝置試驗(yàn)臺(tái)的沖擊塊質(zhì)量為3 000 kg，最大沖擊能量為600 kJ，最大推力約為8×106N，每2 min沖擊一次，沖擊塊最大速度為20 m/s。由于該型火炮在0號(hào)裝藥、15°射角和標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下的后坐位移為897 mm，后坐速度為11.2 m/s，且炮身(含身管、駐退機(jī)和復(fù)進(jìn)機(jī))質(zhì)量為2 500 kg。按照?qǐng)D8所示的工作原理，如果忽略碰撞過(guò)程中的能量損耗，根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒定律可得，被撞擊后炮身的最大后坐速度會(huì)大于沖擊塊的最大速度。為了安全起見(jiàn)，調(diào)節(jié)氣動(dòng)沖擊系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)置沖擊塊最大速度為10 m/s，將節(jié)制環(huán)標(biāo)準(zhǔn)件、改進(jìn)件W1和改進(jìn)件R2分別進(jìn)行編組，每組沖擊次數(shù)為30次，每組沖擊結(jié)束后，更換節(jié)制環(huán)，并灌注四號(hào)駐退液新品。沖擊過(guò)程中，利用試驗(yàn)臺(tái)配置的傳感器測(cè)試每次沖擊時(shí)的后坐位移和后坐速度(最大值)。以第2組試驗(yàn)(改進(jìn)件R2)的第15次后坐沖擊試驗(yàn)為例，沖擊塊撞擊時(shí)的部分后坐動(dòng)態(tài)特性曲線如圖9所示。

圖9 沖擊塊撞擊時(shí)的后坐動(dòng)態(tài)特性曲線Fig.9 Dynamic characteristic curves of recoil collision with impact object

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

為了便于觀察分析，將炮身后坐運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)繪制成曲線，如圖10所示。由節(jié)制環(huán)磨損引起的后坐運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律總結(jié)如下：(1)隨著沖擊試驗(yàn)次數(shù)的增加，無(wú)論哪一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，后坐位移和后坐速度曲線均呈上升趨勢(shì)，數(shù)值都有所增大，說(shuō)明三組節(jié)制環(huán)均出現(xiàn)了磨損；(2)兩組改進(jìn)件試驗(yàn)曲線的斜率明顯低于標(biāo)準(zhǔn)件曲線的斜率，表明節(jié)制環(huán)改進(jìn)件的磨損量增長(zhǎng)緩慢，由此導(dǎo)致后坐運(yùn)動(dòng)參數(shù)曲線的增長(zhǎng)幅度較小，這也反映了節(jié)制環(huán)改進(jìn)件的耐磨能力都有一定增強(qiáng)；(3)對(duì)于兩組改進(jìn)件的試驗(yàn)曲線，雖然各自初始值不同，但是改進(jìn)件R2的后坐位移和后坐速度曲線增長(zhǎng)幅度最慢，也從側(cè)面說(shuō)明改進(jìn)件R2的磨損量最小，由磨損量所引起后坐運(yùn)動(dòng)參數(shù)曲線的變化幅度最小。

圖10 后坐運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨試驗(yàn)次數(shù)變化曲線Fig.10 Variation curves of recoil motion parameters

通過(guò)光學(xué)金相顯微鏡觀察，得到三組節(jié)制環(huán)內(nèi)徑表面的磨損形貌，如圖11所示。由于每組試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)均要灌注四號(hào)駐退液新品，且每組試驗(yàn)次數(shù)僅30次，總體來(lái)說(shuō)，節(jié)制環(huán)內(nèi)徑表面的磨損程度不算劇烈，但是三組節(jié)制環(huán)都出現(xiàn)了不同程度的沖蝕磨損現(xiàn)象。其中，節(jié)制環(huán)標(biāo)準(zhǔn)件的磨損最為嚴(yán)重，在駐退液夾雜著金屬顆粒對(duì)節(jié)制環(huán)進(jìn)行沖蝕磨損作用下，內(nèi)徑表面出現(xiàn)了許多沿液流運(yùn)動(dòng)方向的淺長(zhǎng)犁溝和線狀條紋，并且存在少量麻點(diǎn)狀氣蝕坑(圖11(a))。

圖11 三組節(jié)制環(huán)的磨損形貌及沖蝕磨損量Fig.11 Wear morphologies and erosion amount of three throttling rings

相比較而言，改進(jìn)件W1的磨損比較輕微，經(jīng)沖蝕形成的犁溝較淺，幾乎沒(méi)有麻點(diǎn)和氣蝕凹坑(圖11(b))。在3組節(jié)制環(huán)中，改進(jìn)件R2的磨損最輕，從圖11(c)看出，其表面只有少數(shù)由沖蝕磨損導(dǎo)致的劃痕和非常淺的犁溝，沒(méi)有出現(xiàn)麻點(diǎn)和氣蝕凹坑。從3組節(jié)制環(huán)的磨損失重量來(lái)看(圖11(d))，標(biāo)準(zhǔn)件的磨損量為0.73 g，在3組節(jié)制環(huán)中最多，其次是改進(jìn)件W1，磨損量為0.47 g，磨損量最少的為改進(jìn)件R2，磨損量?jī)H為0.26 g。從上述分析可知，3組節(jié)制環(huán)的磨損失重量與各自的表面磨損形貌互相對(duì)應(yīng)。

將兩組節(jié)制環(huán)改進(jìn)件的性能參數(shù)總結(jié)歸納于表5中。從表5中可以看到，3組改進(jìn)件在顯微組織形貌上都無(wú)裂紋、孔隙等缺陷，涂層的涂覆質(zhì)量都很高。在涂層厚度和顯微硬度上，2組改進(jìn)件有所差異。改進(jìn)件W1的硬度值要高于改進(jìn)件R2，但改進(jìn)件R2的涂層較厚，組織致密均勻，這要優(yōu)于改進(jìn)件W1。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，合金涂層的耐磨性能不是由單一影響因素決定的，而是在涂層組織、顯微硬度、金屬電化學(xué)特性和表面加工狀態(tài)等多種因素綜合影響下的結(jié)果。因此，在本文所選取的2種涂層工藝和兩種合金材料、共4組節(jié)制環(huán)表面強(qiáng)化方案中，本著提高駐退機(jī)節(jié)制環(huán)的耐磨能力和可靠性的目的，在節(jié)制環(huán)內(nèi)徑表面激光熔覆鎳基耐磨復(fù)合合金粉末是最佳選擇。

表5 節(jié)制環(huán)改進(jìn)件的性能參數(shù)Table 5 Performance parameters of improved throttling ring

4 結(jié) 論

為提高火炮駐退機(jī)節(jié)制環(huán)的耐磨能力和可靠性，分析了微弧沉積和激光熔覆兩種涂層技術(shù)的工藝原理和優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在駐退機(jī)節(jié)制環(huán)內(nèi)徑表面制備耐磨合金涂層，并進(jìn)行了表征研究、試驗(yàn)對(duì)比和驗(yàn)證分析，最終根據(jù)耐磨合金涂層的組織形貌、顯微硬度、涂層厚度、能譜分析和沖蝕磨損試驗(yàn)結(jié)果，研究得出，在本文提出的4種耐磨涂層制備方案當(dāng)中，在駐退機(jī)節(jié)制環(huán)內(nèi)徑表面激光熔覆鎳基耐磨復(fù)合合金粉末是最佳方案。