复合表面工程包括多种表面工程技术的复合和不同材料的复合两种形式。在单一表面技术发展的同时，综合运用两种或多种表面技术的复合表面技术有了迅速的发展，如热喷涂和激光重熔的复合、热喷涂与刷镀的复合、化学热处理与电镀的复合、粘涂与铸渗等等。复合表面改性技术通过最佳协同效应使工件材料表面体系在技术指标、可靠性、寿命、质量和经济性等方面获得最佳的效果，克服了单一表面技术存在的局限性，解决了一系列工业关键技术和高新技术发展中特殊的技术问题。强调多种表面工程技术的复合，是表面工程的重要特色之一[22]。此外，即使是同一种表面技术，通过采用与该技术匹配的多种不同材料的复合，也可达到复合表面技术的效果。目前，由各种材料复合获得的复合涂层种类主要有：金属基陶瓷复合涂层、陶瓷复合涂层、多层复合涂层、梯度功能复合涂层等。例如，球墨铸铁是具有较好综合性能的涂层材料，但单一球墨铸铁涂层的抗磨性差，通过在球墨铸铁中添加硬质陶瓷相可显著提高其耐磨性能。大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室固体实验力学课题组采用自行设计的复合热力熔渗法新技术在钢或铁铸件表面制备了WC颗粒增强铜合金基梯度复合涂层（图1-11），用有限元法模拟了该涂层材料的热应力分布，并对涂层组织、相结构、涂层力学性能和磨料磨损耐磨性等进行了研究[23]。该研究可在较低成本情况下，获得大尺寸、高耐磨性的梯度涂层制件，它们在电力、汽车等行业中具有良好的应用前景。具有该梯度涂层的材料将达到表面高硬度和高耐磨性以及基体高韧性的指标。图1-12显示了我们课题组为发电厂制备的表面耐磨MPS型复合合金新辊套的实物照片[24]。
图1-11 复合合金涂层的显微组织
1―钢基体 2―过渡层 3―WC颗粒增强复合合金涂层 0―能谱分析基点(www.xing528.com)
图1-12 MPS型复合合金新辊套
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