通过可控化学转化多层涂层增强铝合金冷锻抗粘着性能：界面结合强度与摩擦学性能的协同提升

《Surface and Coatings Technology》：Durable controllable chemical conversion multilayer coatings for enhancing adhesion strength and tribological properties towards anti-galling in cold forging

本文创新性地采用可控化学转化策略，在6082铝合金表面构建了具有冰晶石晶种层、磷锌矿载体层和硬脂酸润滑层的多功能多层涂层。该涂层展现出高达19 N的划痕强度、0.13的低摩擦系数和85%变形后的持续润滑能力，通过增强界面结合强度与摩擦学性能的协同作用，为冷锻行业抗粘着（anti-galling）应用提供了新解决方案。

　　

亮点

原位生长冰晶石/磷锌矿复合涂层在铝合金表面的形成机制

化学转化涂层通常开发于钢、钛合金和镁合金表面已形成完善研究体系，但关于铝合金表面转化涂层及其原位生长机制的探索仍较为有限。为揭示潜在生长机制，现对反应路径和热力学分析讨论如下：

化学转化涂层的微观结构特征...

结论

总之，我们通过可控化学转化策略开发了一类新型多层涂层，用于预防冷锻过程中铝合金表面的粘着缺陷。研究系统考察了致密多层涂层的形态结构、界面结合强度、摩擦学性能和抗粘着机制，主要结论如下：

(1)多层涂层采用冰晶石晶种层、磷锌矿支撑载体层和硬脂酸润滑层的分级结构设计，通过冰晶石前驱体颗粒与原位生长磷锌矿片的协同组合，使界面结合强度显著提升至19 N划痕强度；

(2)致密粗糙的磷锌矿片促进硬脂酸润滑剂的吸附保留，形成稳定多层涂层，实现0.13的最低摩擦系数和浅磨损轨迹；

(3)经85%变形量冷锻后，优化多层涂层的工件仍保持润滑层并展现有效抗粘着性能，其改进的界面强度和摩擦学性能为工具-工件长滑动距离提供足够剪切抗力。