【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,人們對機器上機械零部件的要求越來越高.其使用的環(huán)境也變得多樣化,許多零部件必須在高溫、腐蝕性氣體等環(huán)境中工作。由于目前開發(fā)的金屬材料,在滿足適用的前提下性價比很低�，F(xiàn)代工業(yè)急需研制出新材料以滿足使用要求。在傳統(tǒng)材料中,陶瓷涂層具備諸多優(yōu)點。如果將陶瓷涂覆在金屬的基體上形成新的復(fù)合材料,不但綜合了陶瓷與金屬的優(yōu)點,而且兩種材料的高韌性、高導(dǎo)電性互為補充,因而受到了廣泛的重視。本文以45鋼為研究對象,采用等離子噴涂與激光重熔復(fù)合工藝制備Ni基WC復(fù)合涂層,基于ANSYS平臺建立等離子噴涂與激光重熔過程溫度場應(yīng)力場有限元模型,分析了各種工藝參數(shù)下溫度場的演化規(guī)律,研究了該涂層的顯微組織與力學(xué)性能。論文的主要研究成果:(1).設(shè)計ANSYS有限元分析模型,實現(xiàn)了對等離子噴涂涂層逐層進行熱結(jié)構(gòu)耦合計算,得出了溫度場和應(yīng)力場的分布結(jié)果;對激光重熔涂層建立有限元分析模型,研究了不同激光重熔工藝參數(shù)下,等離子噴涂Ni/WC涂層溫度場、應(yīng)力場的變化情況。為后續(xù)實驗工藝參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。.(2)采用SEM、XRD等檢測設(shè)備分析了等離子噴涂與激光重熔Ni/WC復(fù)合涂層的微觀組織與相組成,結(jié)果表明:等離子噴涂層呈典型層狀結(jié)構(gòu),涂層與基體結(jié)合方式為機械結(jié)合,經(jīng)激光重熔處理后,涂層表面光滑平整,結(jié)合方式由機械結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合。WC顆粒在高溫發(fā)生分解,C元素與Cr、Fe等元素充分反應(yīng)后生成新的硬質(zhì)相,進一步提高了涂層硬度與耐磨性能。
[Abstract]:With the rapid development of modern industry, people are demanding more and more machine parts. The use of the environment has also become diversified, many parts must work in high temperature, corrosive gases and other environments. Because of the metal materials developed at present, the performance-price ratio is very low under the condition of satisfying the applicable condition. Modern industry is in urgent need of developing new materials to meet the operational requirements. Ceramic coatings have many advantages in traditional materials. If the ceramic is coated on the metal matrix to form a new composite material, not only the advantages of ceramics and metals are integrated, but also the high toughness and high conductivity of the two materials complement each other, so they are paid more and more attention. In this paper, Ni based WC composite coating was prepared by plasma spraying and laser remelting process, and the finite element model of temperature field stress field in plasma spraying and laser remelting process was established based on ANSYS platform. The evolution law of temperature field under various technological parameters was analyzed, and the microstructure and mechanical properties of the coating were studied. The main research results are as follows: (1). The ANSYS finite element analysis model is designed, the thermal structure coupling calculation of plasma sprayed coating layer by layer is realized, the distribution results of temperature field and stress field are obtained, and the finite element analysis model of laser remelting coating is established. The temperature field and stress field of plasma sprayed Ni/WC coating were studied under different laser remelting process parameters. (2) the microstructure and phase composition of plasma sprayed and laser remelted Ni/WC composite coatings are analyzed by means of SEM,XRD and other testing equipment. The results show that the plasma sprayed coating has a typical layered structure. After laser remelting, the coating surface is smooth and smooth. The bonding mode was changed from mechanical bonding to metallurgical bonding. After decomposition of C element with Cr,Fe element at high temperature, a new hard phase was formed, which further improved the hardness and wear resistance of the coating.
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2230521