Abstract
The crushed and rounded ferroboron (FeB) powders of Fe-18.8B-0.2C-0.5Si-0.8Al (wt.%) were deposited onto an aluminum substrate by atmospheric DC plasma spraying to improve its tribological properties. Hexagonal boron nitride (h-BN) powders which have excellent lubricating properties similar to graphite were incorporated into the boride powders as a solid lubricant by a sintering process to obtain protective coatings with a low friction coefficient. As-sprayed coatings are composed of mainly FeB, iron matrix supersaturated with boron owing to the rapid solidification of molten droplets flattened on a substrate. The friction and wear behaviour of each coating were evaluated using a ring-on-disk type wear tester in paraffin based oil with an air atmosphere. It was found that sintering of iron boride powder with h-BN powder (5 wt.%) is an acceptable method for producing a protective composite coating against friction and wear. The evaluation of friction and wear results shows that iron boride coatings exhibit high seizure load and good anti-wear performance.
Kurzfassung
Die zermahlenen und gerundeten Ferroborpulver (FeB-Pulver) aus Fe-18.8B-0,2C-0,5Si-0,8Al (in Gew.-%) wurden durch atmophärisches GS-Plasmaspritzen auf ein Substrat aus Aluminium aufgebracht, um dessen tribologische Eigenschaften zu verbessern. In die Boridpulver wurden mit einem Sintervorgang hexagonale Bornitridpulver (h-BN-Pulver) mit sehr guten Gleiteigenschaften ähnlich denen von Graphit als Festschmiermittel eingebracht, um Schutzschichten mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten zu erhalten. Die aufgespritzten Schichten bestehen vor allem aus FeB, einer Eisen-Matrix, die auf Grund des schnellen Erstarrens der auf einem Substrat plattgedrückten Schmelzetröpfchen mit Bor übersättigt ist. Mit Hilfe eines Ringscheiben-Verschleißtestgeräts in Paraffinbasisöl mit einer Luftatmosphäre wurden das Reibungs- und das Verschleißverhalten jedes Überzugs bewertet. Es wurde festgestellt, dass das Sintern von Eisenboridpulver mit h-BN-Pulver (5 Gew.-%) ein akzeptables Verfahren zur Herstellung einer Verbundschutzschicht gegen Reibung und Verschleiß ist. Durch die Bewertung der Reibung und des Verschleißes zeigt sich, dass Überzüge aus Eisenborid hohe Fressbelastung und gute Verschleißschutz-eigenschaften aufweisen.
Literatur/References
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