【摘要】：顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料對(duì)于提高材料性能、延長(zhǎng)零件的使用壽命具有重要作用,尤其是陶瓷顆粒的加入使得金屬基復(fù)合材料的耐磨性得到顯著提高,這是耐磨材料目前的研究熱點(diǎn)之一。在表面技術(shù)中,等離子熔覆技術(shù)因其熔覆效率高、設(shè)備成本低且熔覆質(zhì)量良好等優(yōu)勢(shì)在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。目前,等離子熔覆WC顆粒增強(qiáng)Fe基熔覆層研究取得了一定成果,但WC顆粒分布不理想和粉末利用率較低等問(wèn)題未得到解決。本文嘗試通過(guò)改進(jìn)工藝條件,研究等離子熔覆層組織、性能,以制備組織、性能優(yōu)良的WC顆粒增強(qiáng)Fe基合金熔覆層。本文利用改進(jìn)的等離子熔覆后送粉技術(shù),在45#鋼表面制備了WC顆粒增強(qiáng)Fe基耐磨熔覆層,熔覆層無(wú)宏觀裂紋氣孔缺陷、成形良好。本文研究改進(jìn)后的后送粉技術(shù)、送粉電壓、WC顆粒對(duì)顆粒增強(qiáng)Fe基熔覆層的影響,研究了熔覆層的組織和耐磨性能,研究了熱處理工藝對(duì)熔覆層的組織和性能的影響。采用OM、SEM、EDS和XRD等對(duì)熔覆層的組織和成分進(jìn)行了分析,采用自制的摩擦試驗(yàn)機(jī)分析了熔覆層的耐磨性能,并探討了磨損機(jī)理。結(jié)果表明:采用改進(jìn)的后送粉技術(shù),WC顆粒在熔覆層組織中均勻分布、粉末利用率顯著提高,WC顆粒基本得以保留,WC顆粒邊緣熔化僅4~5μm。熔覆層的主要物相由WC、W_2C、α-Fe、Cr_(23)C_6、Fe_3W_3C、Cr_3C_2和Cr_7C_3構(gòu)成。不同后送粉電壓對(duì)WC顆粒分布有明顯影響,當(dāng)送粉電壓為8V,WC沉積在熔覆層的底部,送粉電壓在10V以上,WC在熔覆層中均勻分布。熔覆層的硬度較基體顯著提高,最高硬度達(dá)到1600 HV10。在等離子熔覆中,球形鑄造WC和多邊形WC相比粉末流動(dòng)性更好,WC的利用率更高。上述熔覆層在1100℃下淬火,在不同溫度下回火,其物相種類(lèi)未發(fā)生明顯變化,但物相含量存在差異,熱處理后,Cr23C6相對(duì)含量減少,Cr_7C_3量增多。550℃回火的熔覆組織中有大量白色碳化物顆粒析出并呈彌散分布;200℃未見(jiàn)明顯析出物、650℃回火時(shí)析出的白色顆粒較少。熔覆層熱處理的正交實(shí)驗(yàn)表明,淬火溫度在900~1100℃之間,溫度越高,后續(xù)回火析出的顆粒狀碳化物越多。等離子熔覆WC顆粒增強(qiáng)Fe基耐磨熔覆層的磨損機(jī)理主要以磨粒磨損為主,熔覆層的耐磨性能和Cr_(12)MoV相比顯著提高。
【圖文】：

熱噴涂過(guò)程示意圖

（a）預(yù)制式 （b）同步式圖 1.2 激光熔覆送粉原理示意圖Fig 1.2 Schematic diagram of Laser cladding powder feeding
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李翔;張秀香;戴姣燕;徐金富;張修慶;;氧化鋯陶瓷應(yīng)力誘導(dǎo)相變?cè)鲰g機(jī)理研究[J];粉末冶金技術(shù);2015年06期

2 翟永杰;喬世杰;陸小龍;余鵬程;羅曉娣;許雪妮;顧玉櫳;劉秀波;;熱處理對(duì)激光熔覆γ-(Ni,Fe)/CrB/hBN自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層力學(xué)性能的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2015年12期

3 戴軍;宋瑋琦;張杰;張堯成;楊莉;;熱處理對(duì)等離子熔覆鈷基涂層組織及性能的影響[J];熱加工工藝;2015年22期

4 嚴(yán)大考;張潔溪;唐明奇;張瑞珠;;等離子熔覆技術(shù)的研究進(jìn)展[J];熱加工工藝;2015年04期

5 馮君;田宗軍;王東生;楊友文;;同軸送粉和壓片預(yù)置激光熔覆NiCoCrAlY涂層工藝比較[J];應(yīng)用激光;2015年01期

6 姚爽;劉洪喜;張曉偉;李琦;張旭;;H13鋼表面激光原位自生TiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層的微觀結(jié)構(gòu)和摩擦磨損性能[J];中國(guó)激光;2014年10期

7 封慧;李劍峰;孫杰;;曲軸軸頸損傷表面的激光熔覆再制造修復(fù)[J];中國(guó)激光;2014年08期

8 喬金士;宣天鵬;;等離子熔覆鎳基涂層抗氧化性能的研究[J];電鍍與精飾;2014年05期

9 譚俊;蘭龍;馬世寧;;機(jī)械零件維修與再制造表面質(zhì)量分析與檢測(cè)[J];中國(guó)表面工程;2013年05期

10 宋自力;杜曉東;李連穎;王家慶;;送粉方式對(duì)WC增強(qiáng)復(fù)合涂層組織的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2012年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 謝明;噴射沉積內(nèi)氧化顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備及其組織性能研究[D];昆明理工大學(xué);2014年

2 王曉軍;攪拌鑄造SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料高溫變形行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 李東洋;機(jī)械零部件磨損壽命預(yù)測(cè)與軟件開(kāi)發(fā)[D];東北大學(xué);2014年

2 張嚴(yán);碳化鎢顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基高頻感應(yīng)堆焊層組織及性能的研究[D];鄭州大學(xué);2014年

3 蔣延濤;WC顆粒增強(qiáng)鐵基耐磨熔覆層工藝研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

4 劉宇雷;熱軋機(jī)支承輥堆焊技術(shù)的研究[D];沈陽(yáng)大學(xué);2013年

5 李倩;SiC顆粒增強(qiáng)鎂基/鋁基復(fù)合材料的制備[D];吉林大學(xué);2013年

6 苗國(guó)策;等離子噴焊Ni基WC增強(qiáng)耐磨涂層的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

7 陳錫廣;Ti（C，N）顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料制備工藝及性能的研究[D];廣西大學(xué);2012年

8 黃尚猛;Cr12模具鋼激光熔覆技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：2561559