【摘要】：WC顆粒具有熔點(diǎn)高、硬度高的優(yōu)點(diǎn),具有良好的耐磨抗力,以WC作為強(qiáng)化相制備金屬基涂層克服了粘結(jié)金屬耐磨性較差、硬度不足和WC粘結(jié)韌性上的缺點(diǎn),WC強(qiáng)化金屬基涂層在切削刀具、耐火材料、耐磨部件及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。等離子熔覆技術(shù)憑借其具有優(yōu)良的表面強(qiáng)化效果、簡(jiǎn)單靈活的工藝操作和低廉的加工成本等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,而且經(jīng)過(guò)多年的研究已逐漸發(fā)展成熟。采用等離子熔覆技術(shù),在鋼鐵表面制備陶瓷增強(qiáng)的金屬基復(fù)合涂層,可以使材料表面硬度和耐磨性等性能得到大大改善,使材料的壽命得到延長(zhǎng),生產(chǎn)成本和材料得到節(jié)省。本文在選取合適的工藝參數(shù)下通過(guò)等離子熔覆技術(shù)制備了 WC含量分別為15%、30%、45%、55%的鐵基WC增強(qiáng)等離子熔覆層,研究了稀土氧化物Y203對(duì)WC增強(qiáng)鐵基復(fù)合涂層性能的影響,在30%WC增強(qiáng)鐵基復(fù)合涂層中分別添加0.3%、0.6%、1.5%、2.5%、3.5%的Y2O3,借助電子探針、掃描電鏡、XRD射線衍射儀等測(cè)試儀器,研究了等離子熔覆層的顯微組織、涂層的相結(jié)構(gòu)和不同區(qū)域的組織特征,利用顯微硬度測(cè)試儀對(duì)等離子熔覆層的截面進(jìn)行硬度測(cè)試,采用多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)涂層表面進(jìn)行滑動(dòng)磨損測(cè)試。研究結(jié)果表明:(1)在復(fù)合涂層與基體二者之間呈現(xiàn)良好的冶金結(jié)合,在涂層熔合區(qū)出現(xiàn)一條寬約為4μm的平面結(jié)晶帶,結(jié)合區(qū)晶粒呈平面晶、胞狀品、樹(shù)枝晶趨勢(shì)生長(zhǎng)。涂層成型性連續(xù)較為美觀,強(qiáng)化相鑲嵌在粘結(jié)金屬中,組織較為均勻。隨著涂層中WC含量的增加,強(qiáng)化相形狀發(fā)生變化,呈現(xiàn)由塊狀轉(zhuǎn)為十字花狀趨勢(shì)。(2)熔覆過(guò)程中存在大量的WC溶解,涂層中的主要物相是馬氏體相、α-(Fe-Cr)、WC和Cr23C6。當(dāng)WC含量為45%時(shí)涂層中有富鐵相Fe3W3C出現(xiàn),Fe3W3C一方面在未熔WC或初生WC顆粒周圍析出,另一方面可以獨(dú)立形核形成,WC含量為55%的涂層富鐵相Fe3W3C含量增多。(3)涂層的硬度隨著WC含量的增加而明顯提高,當(dāng)WC的含量為55%時(shí)涂層的平均硬度最高,平均硬度達(dá)到了 1165HV。涂層的摩擦系數(shù)隨著WC含量的增加而呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),當(dāng)WC含量為55%時(shí),WC-Fe復(fù)合涂層的磨損體積最小,耐磨性能最佳。(4)在添加Y203的復(fù)合涂層中,Y203在熔池內(nèi)發(fā)生了分解,Y與Fe以Fe17Y2的形式存在。涂層中主要含有馬氏體相、α-(Fe-Cr)、WC、Cr23C6和Fe17Y2。隨著涂層中Y203添加量的增多,涂層中的WC呈現(xiàn)向日葵狀、小塊狀、放射的花蕊狀和十字狀。(5)適量的Y2O3的加入能夠細(xì)化涂層中WC和晶粒尺寸,使WC的分布更加均勻。當(dāng)Y2O3的含量為1.5%時(shí),WC顆粒尺寸最小;過(guò)量Y2O3的加入會(huì)使涂層中WC和晶粒尺寸增加。適量Y2O3的加入能夠降低涂層磨損體積,提高涂層磨損性能,當(dāng)Y2O3的含量為0.6%的時(shí)候涂層磨損體積最小,隨后Y2O3添加量繼續(xù)增加,涂層磨損量會(huì)開(kāi)始增加。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG174.4
【圖文】：

碩士學(xué)位論文子熔覆技術(shù)的概念與原理逡逑溶覆技術(shù)（Ｐｌａｓｍａ邋Ｓｐｒａｙ邋Ｗｅｌｄｉｎｇ）是在等離子堆焊、噴焊和激光現(xiàn)已成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ慕饘俦砻娓男孕录夹g(shù)，利用等離裝置引入的合金粉末或事先加入粘結(jié)劑的預(yù)置粉末，與金屬基熔覆過(guò)程氬氣、氦氣等惰性氣體的通入，不僅可以使熔融的粉的動(dòng)能去撞擊基體表面，使熔融的粉末顆粒與基體表面發(fā)生強(qiáng)烈性氣體可防止處于飛行中熔融的顆粒產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，對(duì)熔覆過(guò)程態(tài)的粒子在熔池中冷卻凝固沉積在基體表面形成涂層＋６１。其原

圖１．２邋ＷＣ晶體結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋ＷＣ邋ｃｒｙｓｔａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑模量高，而且在較高的溫度仍能保持的潤(rùn)濕性［２３，２４］。此外，在合金中添加時(shí)ＷＣ能夠和Ｎｉ，Ｃｒ，邋Ｆｅ等合金元高的硬度，常常在粘結(jié)相中分布比較料中添加ＷＣ作為強(qiáng)化相，這樣ＷＣ大大提高涂層耐磨性。逡逑用逡逑覆技術(shù)所表現(xiàn)出來(lái)的出色工藝特點(diǎn)，主用：水泵中受水流腐蝕較強(qiáng)部位，利等基體表面熔覆具有優(yōu)良抗腐蝕性能使用性能，使工件的壽命得到大大的

實(shí)驗(yàn)材料設(shè)備及方法逡逑２．２顯示了實(shí)驗(yàn)所用的鎳包ＷＣ顆粒的在ＳＥＭ下的微觀形貌和能譜結(jié)果。逡逑Ｍ逡逑圖２．１Ｆｅ６０自熔性合金粉末逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｆｅ６０邋ｆｌｕｘｅｄ邋ａｌｌｏｙ邋ｐｏｗｄｅｒ逡逑＾ｉ＾ｆｅ＾＾ｉｉｉｉｉｉｉｉｉ邐．．邋．ｇ．．．．．．．．．ｇ．．．邋．ｇ．逡逑１邐６０ｙｒｎ邐＊邋電子ＳＳ５ｉ邋１逡逑圖２．２鎳包ｗｃ合金粉末逡逑Ｆｉｇ．２．２ＷＣ邋ａｌｌ

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本文編號(hào)：2777522