液壓油缸活塞桿表面等離子噴涂鉬/氧化鋁—氧化鈦涂層的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-07 21:31
本課題針對(duì)液壓油缸活塞桿常用的40Cr鋼,采用等離子噴涂技術(shù)在40Cr鋼表面制備了Al2O3-TiO2單獨(dú)涂層及Mo/Al2O3-TiO2復(fù)合涂層。首先,以結(jié)合強(qiáng)度為指標(biāo),采用正交實(shí)驗(yàn)法,對(duì)影響等離子噴涂涂層質(zhì)量的四個(gè)主要工藝參數(shù)(噴涂功率、噴涂距離、主氣流量、送粉率)進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)復(fù)合涂層結(jié)合強(qiáng)度做了統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí),利用SEM、EDS、XRD等試驗(yàn)手段,觀察分析了基體和涂層的組織結(jié)構(gòu)以及元素分布。然后,對(duì)優(yōu)化工藝下的復(fù)合涂層進(jìn)行一系列的性能試驗(yàn),主要包括:熱震試驗(yàn)、硬度和摩擦磨損試驗(yàn)、腐蝕試驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)于Al2O3-TiO2單獨(dú)涂層在本課題設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi),送粉率和噴涂距離對(duì)其結(jié)合強(qiáng)度影響程度較大,而主氣流量和噴涂功率則影響較小。工藝優(yōu)化后,結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到39.58MPa,涂層和基體界面處是整個(gè)涂層的薄弱部位;對(duì)于Mo/A12O3-Ti O2復(fù)合涂層,在本課題設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi),噴涂...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.1.1 液壓油缸的應(yīng)用
1.1.2 液壓油缸
1.1.3 液壓油缸活塞桿的性能要求
1.2 液壓油缸活塞桿表面改性的必要性
1.3 金屬材料表面改性方式
1.3.1 電鍍
1.3.2 熱噴涂
1.4 熱噴涂簡(jiǎn)介
1.4.1 超音速火焰噴涂
1.4.2 等離子噴涂
1.5 液壓油缸活塞桿表面改性發(fā)展?fàn)顩r
1.5.1 液壓油缸活塞桿表面電鍍
1.5.2 液壓油缸活塞桿表面熱噴涂
1.6 課題研究意義和內(nèi)容
1.6.1 課題研究意義
1.6.2 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 基體材料
2.1.2 噴涂粉末
2.2 試驗(yàn)設(shè)備與方案
2.2.1 3710型等離子噴涂系統(tǒng)
2.2.2 正交試驗(yàn)方案
2.3 涂層性能試驗(yàn)
2.3.1 熱震試驗(yàn)
2.3.2 涂層結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)
2.3.3 涂層摩擦磨損試驗(yàn)及硬度測(cè)試
2.3.4 涂層結(jié)構(gòu)分析試驗(yàn)
2.3.5 涂層腐蝕試驗(yàn)
第3章 涂層工藝優(yōu)化
3.1 引言
3.1.1 等離子噴涂工藝
3.1.2 噴涂工藝參數(shù)的選擇
3.2 AT13涂層正交試驗(yàn)
3.2.1 AT13涂層正交試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.2.1.1 AT13涂層工藝參數(shù)分析
3.2.1.2 工藝參數(shù)對(duì)AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.3 AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的最優(yōu)工藝參數(shù)
3.4 AT13涂層拉伸斷口分析
3.5 Mo涂層正交試驗(yàn)
3.5.1 Mo打底涂層正交試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.5.1.1 Mo涂層工藝參數(shù)分析
3.5.1.2 工藝參數(shù)對(duì)Mo涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.6 Mo涂層結(jié)合強(qiáng)度的最優(yōu)工藝參數(shù)
3.7 Mo涂層拉伸斷口分析
3.8 Mo/AT13復(fù)合涂層的正交試驗(yàn)
3.8.1 Mo/AT13復(fù)合涂層正交試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.8.1.1 Mo/AT13復(fù)合涂層工藝參數(shù)分析
3.8.1.2 工藝參數(shù)對(duì)Mo/AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.9 Mo/AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的最優(yōu)工藝參數(shù)
3.10 Mo/AT13涂層拉伸斷口分析
3.11 結(jié)合強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)分析
3.11.1 結(jié)合強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果
3.12 本章小結(jié)
第4章 涂層的抗熱震性
4.1 引言
4.1.1 定義
4.1.2 熱震試驗(yàn)內(nèi)容及方法
4.2 AT13涂層抗熱震試驗(yàn)結(jié)果
4.3 AT13涂層熱震試驗(yàn)結(jié)果分析
4.3.1 AT13涂層熱震后的表面形貌
4.4 Mo/AT13復(fù)合涂層抗熱震試驗(yàn)結(jié)果
4.5 Mo/ AT13涂層熱震試驗(yàn)結(jié)果分析
4.5.1 Mo/ AT13涂層熱震后的表面形貌
4.6 涂層的失效分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)
5.1 引言
5.2 涂層的微觀組織
5.2.1 涂層SEM表面形貌
5.2.2 涂層SEM截面掃描
5.2.3 涂層的EDS掃描
5.3 涂層的XRD分析
5.3.1 Mo粉末及Mo涂層的XRD分析
5.3.2 AT13粉末及AT13涂層的XRD分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 涂層的摩擦磨損和硬度分析
6.1 引言
6.2 各因素對(duì)摩擦系數(shù)影響分析
6.2.1 試驗(yàn)載荷對(duì)摩擦系數(shù)的影響
6.2.2 線性速度對(duì)摩擦系數(shù)的影響
6.3 涂層平均摩擦系數(shù)比較
6.4 基體和涂層顯微硬度
6.5 涂層顯微硬度分布規(guī)律分析
6.6 本章小結(jié)
第7章 涂層的耐腐蝕性分析
7.1 引言
7.2 涂層耐腐蝕性能分析
7.2.1 電化學(xué)試驗(yàn)
7.2.1.1 電化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果
7.2.2 全浸試驗(yàn)
7.2.2.1 全浸試驗(yàn)結(jié)果
7.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超音速火焰噴涂WC-Co(Cr)涂層在NaCl溶液中抗空蝕性能研究[J]. 丁彰雄,石琎,丁翔,胡一鳴,廖星文,鄧幫華. 船海工程. 2016(01)
[2]活塞壓縮機(jī)密封材料耐磨性能研究現(xiàn)狀[J]. 趙沖,張仁科,黃河,韓紅孝. 壓縮機(jī)技術(shù). 2015(02)
[3]CNG壓縮機(jī)活塞桿TiN耐磨涂層的性能研究[J]. 鄢強(qiáng),吳濤,梁政. 壓縮機(jī)技術(shù). 2015(01)
[4]超音速火焰噴涂MCrAlY涂層氧化性能研究[J]. 李太江,李勇,李聚濤,李巍,劉剛,米紫昊,王樂,呂品正. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(S1)
[5]基于激光沖擊的鎂合金在NaCl溶液中電化學(xué)腐蝕的研究[J]. 張青來,錢陽,安志斌,李興成,張永康,王思順. 中國激光. 2014(09)
[6]淺談?dòng)透谆钊麠U的質(zhì)量控制[J]. 孫俊玲. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2014(02)
[7]熱噴涂技術(shù)提高活塞桿耐磨和耐腐蝕的方法[J]. 王博,陳秋旭,劉鴻喜,安尾典之,大城戶修三1. 液壓氣動(dòng)與密封. 2013(10)
[8]冷硬鑄鐵活塞桿電鍍硬鉻工藝生產(chǎn)研究[J]. 陳貴清,陳小剛. 熱加工工藝. 2013(12)
[9]用激光表面淬火提高壓縮機(jī)活塞桿耐磨性能[J]. 安代明. 設(shè)備管理與維修. 2012(08)
[10]Cr3C2-NiCr涂層等離子噴涂工藝參數(shù)的優(yōu)化[J]. 范吉明,魯玉祥,李春玲,李振. 熱加工工藝. 2009(20)
博士論文
[1]等離子噴涂TiB2-M金屬陶瓷復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)和性能研究[D]. 祝弘濱.北京工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鋼材表面HVOF熱噴涂WC-Co涂層的制備及其性能研究[D]. 陳小虎.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]鎢鋁合金在NaCI溶液中的電化學(xué)腐蝕行為研究[D]. 田繼強(qiáng).中國海洋大學(xué) 2013
[3]往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿斷裂失效分析及疲勞壽命估算[D]. 孔浩源.山東大學(xué) 2012
[4]鎂合金等離子噴涂NiCoCrAlY/Al2O3-TiO2陶瓷復(fù)合涂層的工藝優(yōu)化及組織和性能[D]. 陳燕.江蘇科技大學(xué) 2012
[5]超音速火焰噴涂碳化鎢涂層磨削試驗(yàn)研究[D]. 易軍.湖南大學(xué) 2012
[6]磨擦輔助無裂紋電鍍硬鉻的工藝研究[D]. 鄭志敏.南京航空航天大學(xué) 2011
[7]活塞桿局部表面耐磨耐蝕處理技術(shù)的試驗(yàn)研究[D]. 肖衛(wèi)東.江南大學(xué) 2008
[8]等離子噴涂Cr2O3-8TiO2涂層參數(shù)優(yōu)化及殘余應(yīng)力研究[D]. 段忠清.河海大學(xué) 2007
[9]等離子噴涂氧化鋁基復(fù)合陶瓷涂層的工藝、組織與性能[D]. 陳麗梅.福州大學(xué) 2006
本文編號(hào):2963275
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.1.1 液壓油缸的應(yīng)用
1.1.2 液壓油缸
1.1.3 液壓油缸活塞桿的性能要求
1.2 液壓油缸活塞桿表面改性的必要性
1.3 金屬材料表面改性方式
1.3.1 電鍍
1.3.2 熱噴涂
1.4 熱噴涂簡(jiǎn)介
1.4.1 超音速火焰噴涂
1.4.2 等離子噴涂
1.5 液壓油缸活塞桿表面改性發(fā)展?fàn)顩r
1.5.1 液壓油缸活塞桿表面電鍍
1.5.2 液壓油缸活塞桿表面熱噴涂
1.6 課題研究意義和內(nèi)容
1.6.1 課題研究意義
1.6.2 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 基體材料
2.1.2 噴涂粉末
2.2 試驗(yàn)設(shè)備與方案
2.2.1 3710型等離子噴涂系統(tǒng)
2.2.2 正交試驗(yàn)方案
2.3 涂層性能試驗(yàn)
2.3.1 熱震試驗(yàn)
2.3.2 涂層結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)
2.3.3 涂層摩擦磨損試驗(yàn)及硬度測(cè)試
2.3.4 涂層結(jié)構(gòu)分析試驗(yàn)
2.3.5 涂層腐蝕試驗(yàn)
第3章 涂層工藝優(yōu)化
3.1 引言
3.1.1 等離子噴涂工藝
3.1.2 噴涂工藝參數(shù)的選擇
3.2 AT13涂層正交試驗(yàn)
3.2.1 AT13涂層正交試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.2.1.1 AT13涂層工藝參數(shù)分析
3.2.1.2 工藝參數(shù)對(duì)AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.3 AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的最優(yōu)工藝參數(shù)
3.4 AT13涂層拉伸斷口分析
3.5 Mo涂層正交試驗(yàn)
3.5.1 Mo打底涂層正交試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.5.1.1 Mo涂層工藝參數(shù)分析
3.5.1.2 工藝參數(shù)對(duì)Mo涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.6 Mo涂層結(jié)合強(qiáng)度的最優(yōu)工藝參數(shù)
3.7 Mo涂層拉伸斷口分析
3.8 Mo/AT13復(fù)合涂層的正交試驗(yàn)
3.8.1 Mo/AT13復(fù)合涂層正交試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.8.1.1 Mo/AT13復(fù)合涂層工藝參數(shù)分析
3.8.1.2 工藝參數(shù)對(duì)Mo/AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.9 Mo/AT13涂層結(jié)合強(qiáng)度的最優(yōu)工藝參數(shù)
3.10 Mo/AT13涂層拉伸斷口分析
3.11 結(jié)合強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)分析
3.11.1 結(jié)合強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果
3.12 本章小結(jié)
第4章 涂層的抗熱震性
4.1 引言
4.1.1 定義
4.1.2 熱震試驗(yàn)內(nèi)容及方法
4.2 AT13涂層抗熱震試驗(yàn)結(jié)果
4.3 AT13涂層熱震試驗(yàn)結(jié)果分析
4.3.1 AT13涂層熱震后的表面形貌
4.4 Mo/AT13復(fù)合涂層抗熱震試驗(yàn)結(jié)果
4.5 Mo/ AT13涂層熱震試驗(yàn)結(jié)果分析
4.5.1 Mo/ AT13涂層熱震后的表面形貌
4.6 涂層的失效分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)
5.1 引言
5.2 涂層的微觀組織
5.2.1 涂層SEM表面形貌
5.2.2 涂層SEM截面掃描
5.2.3 涂層的EDS掃描
5.3 涂層的XRD分析
5.3.1 Mo粉末及Mo涂層的XRD分析
5.3.2 AT13粉末及AT13涂層的XRD分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 涂層的摩擦磨損和硬度分析
6.1 引言
6.2 各因素對(duì)摩擦系數(shù)影響分析
6.2.1 試驗(yàn)載荷對(duì)摩擦系數(shù)的影響
6.2.2 線性速度對(duì)摩擦系數(shù)的影響
6.3 涂層平均摩擦系數(shù)比較
6.4 基體和涂層顯微硬度
6.5 涂層顯微硬度分布規(guī)律分析
6.6 本章小結(jié)
第7章 涂層的耐腐蝕性分析
7.1 引言
7.2 涂層耐腐蝕性能分析
7.2.1 電化學(xué)試驗(yàn)
7.2.1.1 電化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果
7.2.2 全浸試驗(yàn)
7.2.2.1 全浸試驗(yàn)結(jié)果
7.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超音速火焰噴涂WC-Co(Cr)涂層在NaCl溶液中抗空蝕性能研究[J]. 丁彰雄,石琎,丁翔,胡一鳴,廖星文,鄧幫華. 船海工程. 2016(01)
[2]活塞壓縮機(jī)密封材料耐磨性能研究現(xiàn)狀[J]. 趙沖,張仁科,黃河,韓紅孝. 壓縮機(jī)技術(shù). 2015(02)
[3]CNG壓縮機(jī)活塞桿TiN耐磨涂層的性能研究[J]. 鄢強(qiáng),吳濤,梁政. 壓縮機(jī)技術(shù). 2015(01)
[4]超音速火焰噴涂MCrAlY涂層氧化性能研究[J]. 李太江,李勇,李聚濤,李巍,劉剛,米紫昊,王樂,呂品正. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(S1)
[5]基于激光沖擊的鎂合金在NaCl溶液中電化學(xué)腐蝕的研究[J]. 張青來,錢陽,安志斌,李興成,張永康,王思順. 中國激光. 2014(09)
[6]淺談?dòng)透谆钊麠U的質(zhì)量控制[J]. 孫俊玲. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2014(02)
[7]熱噴涂技術(shù)提高活塞桿耐磨和耐腐蝕的方法[J]. 王博,陳秋旭,劉鴻喜,安尾典之,大城戶修三1. 液壓氣動(dòng)與密封. 2013(10)
[8]冷硬鑄鐵活塞桿電鍍硬鉻工藝生產(chǎn)研究[J]. 陳貴清,陳小剛. 熱加工工藝. 2013(12)
[9]用激光表面淬火提高壓縮機(jī)活塞桿耐磨性能[J]. 安代明. 設(shè)備管理與維修. 2012(08)
[10]Cr3C2-NiCr涂層等離子噴涂工藝參數(shù)的優(yōu)化[J]. 范吉明,魯玉祥,李春玲,李振. 熱加工工藝. 2009(20)
博士論文
[1]等離子噴涂TiB2-M金屬陶瓷復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)和性能研究[D]. 祝弘濱.北京工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鋼材表面HVOF熱噴涂WC-Co涂層的制備及其性能研究[D]. 陳小虎.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]鎢鋁合金在NaCI溶液中的電化學(xué)腐蝕行為研究[D]. 田繼強(qiáng).中國海洋大學(xué) 2013
[3]往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿斷裂失效分析及疲勞壽命估算[D]. 孔浩源.山東大學(xué) 2012
[4]鎂合金等離子噴涂NiCoCrAlY/Al2O3-TiO2陶瓷復(fù)合涂層的工藝優(yōu)化及組織和性能[D]. 陳燕.江蘇科技大學(xué) 2012
[5]超音速火焰噴涂碳化鎢涂層磨削試驗(yàn)研究[D]. 易軍.湖南大學(xué) 2012
[6]磨擦輔助無裂紋電鍍硬鉻的工藝研究[D]. 鄭志敏.南京航空航天大學(xué) 2011
[7]活塞桿局部表面耐磨耐蝕處理技術(shù)的試驗(yàn)研究[D]. 肖衛(wèi)東.江南大學(xué) 2008
[8]等離子噴涂Cr2O3-8TiO2涂層參數(shù)優(yōu)化及殘余應(yīng)力研究[D]. 段忠清.河海大學(xué) 2007
[9]等離子噴涂氧化鋁基復(fù)合陶瓷涂層的工藝、組織與性能[D]. 陳麗梅.福州大學(xué) 2006
本文編號(hào):2963275
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