摩擦磨損現(xiàn)象普遍存在于工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中,由磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失,約占整體能源消耗的30%⁵0%。通過在金屬基體表面制備復(fù)合材料層可顯著提高其耐磨性,耐磨層對(duì)提高產(chǎn)品的使用壽命、節(jié)約能源、降低成本等方面有重要意義。本文采用激光熔注技術(shù)在4Cr5MoSiV1熱作模具鋼表面制備微米、納米及多尺度WC顆粒增強(qiáng)Fe基復(fù)合材料層,研究了工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料層形貌的影響規(guī)律,分析了不同顆粒尺寸WC/Fe復(fù)合材料層的顯微組織特征,在對(duì)復(fù)合材料層磨損性能研究的基礎(chǔ)上,闡述了不同顆粒尺寸WC/Fe復(fù)合材料層的微觀磨損機(jī)理。通過系統(tǒng)工藝實(shí)驗(yàn)獲得激光熔注最佳工藝窗口,利用OM、SEM、XRD分析其物相組成與顯微組織,不同顆粒尺寸WC/Fe復(fù)合材料層均由α-Fe、WC、M₂C、M₆C等相組成,M₆C以WC顆粒反應(yīng)層,基體中不規(guī)則棒狀、樹枝狀初晶和魚骨狀、細(xì)條狀共晶組織的形式存在。對(duì)不同顆粒尺寸WC/Fe復(fù)合材料層進(jìn)行硬度和磨損性能測(cè)試。結(jié)果表明,復(fù)合材料層硬度可達(dá)1003.4 HV_1.0,是基體硬度的5... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

熱噴涂技術(shù)涂層形成原理

圖 1-2 激光熔注工藝示意圖[27]人在 1980 年提出激光熔注工藝之后，開展了一系列研究[功制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料層，基體材料包括不銹鋼金、鋁合金，增強(qiáng)顆粒為 TiC、SiC、WC，實(shí)驗(yàn)表明基體能較基體有了顯著提高，如在 TC4 表面熔注 TiC 顆粒，摩分?jǐn)?shù)達(dá)到 50%時(shí)，摩擦系數(shù)從 0.45 降到 0.18。Ayers 等人屬基體制備復(fù)合材料層的可行性，通過大量的工藝試驗(yàn)，成功制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料層，同時(shí)證實(shí)了該工藝性。在該時(shí)期激光熔注試驗(yàn)是在真空條件下進(jìn)行的，由于有得到進(jìn)一步的發(fā)展。 等[33, 34]采用高功率 CO2激光器在工業(yè)純鈦及鈦合金基體上究了不同送粉速率對(duì)熔寬、熔深及熔注層厚度的影響規(guī)律織，對(duì)顆粒熔化及熔池結(jié)晶行為有了更加直觀的認(rèn)識(shí)。這

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文性地提出將顆粒注入位置由激光束中心位置轉(zhuǎn)移到激光束后方，成功解決了反應(yīng)層過厚的問題，如圖 1-3。該科研團(tuán)隊(duì)在激光熔注工藝基礎(chǔ)理論和功能梯度復(fù)合材料方面進(jìn)行了深入研究，并取得了一系列成果，極大地推動(dòng)了激光熔注技術(shù)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]鑄造碳化鎢粉末物性對(duì)激光熔覆陶瓷顆粒增強(qiáng)Fe基復(fù)合材料耐磨性能的影響[J]. 鄒黎明,劉辛,王蕾,謝煥文,蔡一湘.  稀有金屬材料與工程. 2017(04)
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[6]穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)輔助對(duì)激光熔注球形WC涂層的組織與性能研究[J]. 賴三聘,王梁,胡勇,孫卓,姚建華.  應(yīng)用激光. 2016(05)
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博士論文
[1]放電等離子燒結(jié)WC/Fe復(fù)合材料的組織及其磨損性能研究[D]. 張展展.北京科技大學(xué) 2019
[2]激光熔注單晶顆粒增強(qiáng)WCp/Ti-6Al-4V梯度復(fù)合材料層的界面反應(yīng)機(jī)理[D]. 劉德健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]激光熔注顆粒增強(qiáng)WCp/4Cr5MoSiV1復(fù)合材料層磨粒磨損性能及磨損機(jī)理研究[D]. 王濤.華中科技大學(xué) 2018
[2]等離子噴涂WC-17Co納米涂層的工藝及組織性能研究[D]. 李萬青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]超音速火焰噴涂修復(fù)冷沖壓模具的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 李偉.華中科技大學(xué) 2009
[4]Q235鋼表面激光熔注WC涂層的組織結(jié)構(gòu)與耐磨性能[D]. 張相軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3288031