تاثیر افزودن سولفید مولیبدن بر رفتار سایش دما بالای پوشش NiCrBSi تولید شده به روش پاشش حرارتی

روش پاشش حرارتی با هدف افزایش عمر کاری قطعات فولادی از مهم ترین راه حل هایی است که در مهندسی سطح برای حل مشکل سایش مطرح می باشد.

در این پژوهش پوشش NiCrBSi و NiCrBSi-MoS2 به روش پاشش حرارتی بر روی فولاد زنگ نزن 304 اعمال شد و سپس رفتار سایشی در دمای محیط و دمای 500  درجه سانتیگراد مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی های فازی توسط آزمون پراش پرتو ایکس انجام شد. ترکیب شیمیایی پوشش ها به کمک آزمون آنالیز طیف سنجی انرژی بررسی شد.  بررسی تخلخل به کمک تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی انجام شد. سختی سنجی نمونه ها با استفاده از آزمون میکروسختی سنجی انجام شد. به منظور بررسی چسبندگی و رفتار تریبولوژیکی پوشش ها به ترتیب از آزمون های VDI3198 و پین بر دیسک ASTM-G99 استفاده شد. و درنهایت ارزیابی مکانیزم سایشی با استفاده از تصاویر SEM و آنالیز EDS از سطوح سایش نمونه ها صورت گرفت.

بررسی های فازی (به کمک آزمون XRD) و ترکیب شیمیایی (به کمک آزمون EDS) نشان داد که پوشش دارای فاز آمورف و کریستالی می باشد و مهم ترین فازهای تشکیل دهنده پوشش نیکل-گاما، کاربید و بوراید می باشد. نتایج تخلخل سنجی به کمک نرم افزار آنالیز تصویر بیانگر تخلخل بیشتر پوشش NiCrBSi-MoS2 بود. نتایج سختی سنجی از مقطع نمونه ها حاکی از افزایش سختی زیرلایه در حضور پوشش ها بود و افزودن ذرات MoS2 باعث کاهش سختی پوشش NiCrBSi شد. پوشش دارای MoS2 با توجه به ساختار کریستالی و قابلیت تغییر شکل پلاستیک بهتر، رفتار چسبندگی بهتری دارد. نتایج تریبولوژیکی حاکی از برتر بودن پوشش NiCrBSi-MoS2 با توجه به قابلیت مناسب تغییر شکل پلاستیک و همچنین خاصیت روانکاری ذاتی (بر اساس ساختار کریستالی) در این آزمون بود. مشخص شد که در دمای محیط نمونه ها عمدتا دارای مکانیزم سایش ورقه ای بودند و در دمای بالا سایش اکسیداسیونی به عنوان مکانیزم ثانویه به تخریب سطح کمک می کرد.

افزودن MoS2 به پوشش NiCrBSi  موجب تخلخل بیشتر، زبری بیشتر، سختی کمتر و رفتار چسبندگی و سایشی برتر پوشش گردید. همچنین افزودن MoS2 به پوشش موجب بهبود مقاومت سایشی پوشش در دمای بالا گردید.