電鍍硬鉻(EHC)涂層由于自身工藝對環(huán)境的污染性及產(chǎn)品服役能力的不足,其應(yīng)用受到了越來越大的限制。目前超音速火焰(HVOF)噴涂技術(shù)制備的WC-10Co4Cr涂層在替代EHC涂層方面效果可觀,但其原材料及后加工的高成本限制了其大范圍的應(yīng)用。為此,本文將不同比例的Ni60、WC-10Co4Cr噴涂粉末進行機械混合,采用HVOF噴涂工藝以16Mn為基體制備了五種Ni60/WC-10Co4Cr涂層。深入研究了涂層抗磨損、抗腐蝕及抗沖擊性能,并與EHC涂層進行對比,以期為更大范圍的替代EHC涂層提供解決方案。得出如下結(jié)論:磨損性能方面,HVOF噴涂工藝制備的Ni60/60%WC-10Co4Cr涂層的表現(xiàn)最接近EHC涂層,且其在滑動磨損方面的表現(xiàn)已經(jīng)達到了替代后者的水平;腐蝕性能方面,WC含量越低,涂層的抗腐蝕性能越好。相對于EHC涂層來說,結(jié)構(gòu)致密且性能適中的Ni60/60%WC-10Co4Cr涂層在實際服役環(huán)境中有望表現(xiàn)出更好的抗腐蝕性能。所有涂層在1次、100次、1000次、5000次的沖擊過程中均沒有出現(xiàn)與基體剝離的現(xiàn)象。數(shù)值模擬結(jié)果表明涂層最先失效的位置位于涂層表面沖擊凹坑邊緣區(qū)域。除...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 傳統(tǒng)電鍍硬鉻工藝的局限性
    1.3 超音速火焰(HVOF)噴涂涂層研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.3.1 HVOF制備金屬碳化物涂層的基本性能
        1.3.2 采用HVOF制備金屬碳化物涂層替代鍍鉻的應(yīng)用情況
        1.3.3 采用HVOF制備金屬碳化物涂層替代硬鉻的發(fā)展趨勢
    1.4 HVOF制備鎳基碳化鎢涂層的研究現(xiàn)狀
    1.5 Weibull分布統(tǒng)計分析
    1.6 沖擊-碰撞問題
    1.7 ANSYS/LS-DYNA程序及其在沖擊碰撞問題中的應(yīng)用
        1.7.1 ANSYS/LS-DYNA 程序
        1.7.2 ANSYS/LS-DYNA 在沖擊碰撞問題中的應(yīng)用
    1.8 論文的選題意義及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗
    2.1 引言
    2.2 實驗材料
    2.3 涂層制備
    2.4 涂層組織性能測試
        2.4.1 粉末及涂層相結(jié)構(gòu)測試
        2.4.2 粉末、涂層截面的SEM測試
        2.4.3 涂層截面的OM測試
    2.5 涂層顯微硬度測試
    2.6 涂層抗磨粒磨損性能測試
        2.6.1 兩體磨粒磨損
        2.6.2 三體磨粒磨損
    2.7 涂層抗滑動磨損性能測試
    2.8 涂層抗沖蝕磨損性能測試
    2.9 涂層抗腐蝕性能測試
    2.10 涂層抗沖擊性能測試
    2.11 ANSYS/LS-DYNA數(shù)值模擬
第3章 涂層組織性能及顯微硬度、彈性模量的Weibull分布研究
    3.1 引言
    3.2 粉末及涂層的相結(jié)構(gòu)
    3.3 粉末形貌和能譜分析
    3.4 涂層截面顯微組織結(jié)構(gòu)
    3.5 涂層維氏硬度的Weibull分布
    3.6 涂層努氏硬度及彈性模量的Weibull分布
    3.7 本章小結(jié)
第4章 涂層抗磨損及腐蝕性能研究
    4.1 引言
    4.2 涂層抗磨粒磨損性能
        4.2.1 兩體磨粒磨損
        4.2.2 三體磨粒磨損
    4.3 涂層抗滑動磨損性能
    4.4 涂層抗沖蝕磨損性能
    4.5 涂層抗腐蝕性能
    4.6 本章小結(jié)
第5章 涂層抗沖擊性能研究
    5.1 引言
    5.2 涂層沖擊過程的結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型
    5.3 涂層多次沖擊實驗結(jié)果
    5.4 涂層單次沖擊實驗仿真數(shù)據(jù)分析
        5.4.1 涂層單次沖擊表面凹坑形貌
        5.4.2 仿真數(shù)據(jù)分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄



本文編號：3954941