【摘要】：據(jù)統(tǒng)計(jì),模具失效原因的70%屬于表面磨損和腐蝕,模具制造和使用中約1/3的能源直接消耗于摩擦磨損。如果能對(duì)失效表面進(jìn)行修復(fù)或賦予模具更優(yōu)異性能的表面,將顯著提高模具壽命,節(jié)約成本與資源。表面噴涂復(fù)合材料可顯著提高基體材料的耐磨性,該工藝也適用于模具制造工藝。近年來(lái),表面噴涂技術(shù)在提高各種模具壽命及降低生產(chǎn)成本方面逐漸凸顯出其重要作用。T10鋼作為一種常用冷作模具材料,目前還沒(méi)有一種有效提高其使用壽命的方法。為了尋找一種能夠提高冷作模具鋼表面耐磨性的熱噴涂方法,本文采用超音速火焰噴涂工藝在T10鋼基體上制備WC-10Co-4Cr涂層,等離子噴涂工藝在T10鋼基體上制備Al2O3+13%TiO2涂層,分析噴涂粉末和涂層的微觀組織、物相結(jié)構(gòu)及界面結(jié)合機(jī)理,并考察涂層表面粗糙度、顯微硬度和摩擦磨損性能。在最優(yōu)噴涂工藝下制備的兩種涂層組織分布均勻,層與層間結(jié)合緊密,涂層和基體間以機(jī)械結(jié)合為主,并伴有部分冶金結(jié)合;噴涂后兩種原始涂層表面粗糙度均達(dá)不到模具表面粗糙度要求,需使用金剛石研磨膏經(jīng)研磨機(jī)加工后才可使用;兩種涂層表面及截面顯微硬度明顯高于T10鋼,WC-10Co-4Cr涂層顯微硬度高于Al2O3+13%TiO2涂層;在油潤(rùn)滑及無(wú)潤(rùn)滑摩擦磨損試驗(yàn)中,兩種涂層的摩擦系數(shù)波動(dòng)性均小于T10鋼,其中WC-10Co-4Cr涂層磨損過(guò)程最穩(wěn)定,并且WC-10Co-4Cr涂層與基體的結(jié)合性能明顯優(yōu)于Al2O3+13%TiO2涂層;WC-10Co-4Cr涂層的磨損深度約為T(mén)10基體磨損深度的1/3,其耐磨性?xún)?yōu)于Al2O3+13%TiO2涂層;WC-10Co-4Cr涂層磨損機(jī)制為磨粒磨損,T10基體磨損機(jī)制為黏著磨損,而Al2O3+13%TiO2涂層在磨損過(guò)程中出現(xiàn)了脆性斷裂、片狀剝落。研究結(jié)果為提高T10鋼表面耐磨性提供了重要依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

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