電火花沉積Nb-Mo涂層組織與性能研究
發(fā)布時間：2021-08-21 18:25
H13鋼是世界上應用最為廣泛的熱作模具鋼之一,但其服役環(huán)境較為惡劣,表面經(jīng)常出現(xiàn)磨損、腐蝕和熱疲勞等失效缺陷。為提高模具的使用壽命,節(jié)約生產(chǎn)成本,采用表面工程技術(shù)提高模具鋼的表面性能是有效的解決方案。本文以Nb棒、Mo棒為電極,利用電火花沉積技術(shù)在H13鋼基體表面制備Nb層、Mo層和復合沉積層（Nb-Mo和Mo-Nb）來改善模具鋼表面的性能,研究沉積層的顯微組織與性能,探討電火花沉積工藝參數(shù)對涂層組織與性能的影響規(guī)律。電火花沉積Nb層合適的工藝參數(shù):輸出電壓100V,沉積功率1000W,放電頻率700Hz,比沉積時間3min/cm2。Nb沉積層組織連續(xù)、致密,無明顯缺陷,厚度為4055μm,表面粗糙度為3.03.6μm,主要由Fe2Nb和Fe0.2Nb0.8等相組成,并含有大量的微晶組織和非晶組織;沉積層的最大顯微硬度為642.0HV,是基體H13鋼顯微硬度的3.2倍;磨損失重量約為基體的1/3,耐磨性顯著提高;沉積層自腐蝕電位相對于基體提高了113mV。...
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
電火花沉積示意圖
第 2 章 試驗材料、方法及設備2.1 試驗材料試驗所用基體材料為 H13 熱作模具鋼，其化學成分如表 2-1 所示，試板尺寸為 70mm×40mm×5mm，如圖 2.1(a)所示，圖 2.1(b)為 H13 鋼基體 XRD 分析結(jié)果。電極材料為Φ3mm×100mm 的鈮棒和鉬棒，純度可達 99.99%。保護氣體為高純氬氣（99.99%），防止電火花沉積過程中液態(tài)金屬被空氣氧化。表 2-1 H13 鋼化學成分（質(zhì)量百分數(shù)）Table 2-1 Chemical compositions of H13 steel (wt.%)Cr Mo Si V C Mn S P Fe4.75~5.50 1.10~1.75 0.80~1.20 0.80~1.20 0.32~0.45 0.20~0.50 ≤0.30 ≤0.30 Bal.
吉林大學碩士學位論文極材料在電火花沉積過程中發(fā)生尖端放電，造成沉積過程中的氧化打火須將電極材料尖端磨圓。所用電火花沉積設備為中國農(nóng)業(yè)機械化科學院表面工程技術(shù)研究所研S-1400 型電火花沉積系統(tǒng)，如圖 2.2 所示。該設備主要由電源系統(tǒng)、旋統(tǒng)以及氣體保護系統(tǒng)三部分組成。系統(tǒng)可調(diào)節(jié)三個試驗參數(shù)：電壓、功率和頻率。放電電壓分為高低兩個別為 100V 和 60V。功率調(diào)節(jié)范圍為 100W 至 1400W，由四個功率開關(guān)分別為 100W、200W、400W 和 700W，沉積功率為所選功率數(shù)值之和。在 50~700Hz 的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電火花沉積工藝對3Cr2W8模具鋼性能的影響[J]. 寇曉鵬,王軼之. 冶金與材料. 2017(06)
[2]CrNi3MoVA鋼表面電火花沉積W-Ni-Fe-Co涂層的摩擦磨損性能[J]. 楊君寶,郭秋萍,趙博遠,金浩,郭策安,張健. 材料導報. 2017(12)
[3]TA2表面電火花沉積Zr/WC復合涂層特性及界面行為研究[J]. 吳公一,張占領(lǐng),孫凱偉,于華,邱然鋒,石紅信,張柯柯. 表面技術(shù). 2016(01)
[4]炮鋼表面電火花沉積NiCrAlY的工藝研究[J]. 陳瑞峰,鮑雪,趙博遠,劉麗,楊彥卿. 裝備制造技術(shù). 2014(10)
[5]BT20鈦合金表面電火花沉積WC涂層微觀組織研究[J]. 王明偉,潘仁,李姝,趙秀君,朱志,張立文. 稀有金屬材料與工程. 2014(02)
[6]電火花沉積技術(shù)的研究與應用進展[J]. 李占明,朱有利,孫曉峰,黃元林,張宏偉. 熱加工工藝. 2013(24)
[7]45鋼表面電火花沉積多層YG8涂層的組織和耐磨性[J]. 陳龍,孟惠民,黃亮亮,劉俊友. 材料熱處理學報. 2013(11)
[8]H13鋼模具表面電火花沉積修復層耐磨性和抗腐蝕性[J]. 葛志宏,鄧靜. 熱加工工藝. 2013(21)
[9]40Cr鋼表面電火花沉積WC的界面行為[J]. 王要利,于華,石紅信,邱然峰,張柯柯. 材料熱處理學報. 2013(08)
[10]H13鋼表面電火花沉積WC涂層[J]. 王明偉,潘仁,李姝,周茂軍,張立文. 材料熱處理學報. 2013(S1)
碩士論文
[1]氮氣氛下電火花沉積含TiN表面層的研究[D]. 牛金輝.吉林大學 2007
[2]電火花沉積及其合金化[D]. 王建升.昆明理工大學 2004
本文編號：3356109
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
電火花沉積示意圖
第 2 章 試驗材料、方法及設備2.1 試驗材料試驗所用基體材料為 H13 熱作模具鋼，其化學成分如表 2-1 所示，試板尺寸為 70mm×40mm×5mm，如圖 2.1(a)所示，圖 2.1(b)為 H13 鋼基體 XRD 分析結(jié)果。電極材料為Φ3mm×100mm 的鈮棒和鉬棒，純度可達 99.99%。保護氣體為高純氬氣（99.99%），防止電火花沉積過程中液態(tài)金屬被空氣氧化。表 2-1 H13 鋼化學成分（質(zhì)量百分數(shù)）Table 2-1 Chemical compositions of H13 steel (wt.%)Cr Mo Si V C Mn S P Fe4.75~5.50 1.10~1.75 0.80~1.20 0.80~1.20 0.32~0.45 0.20~0.50 ≤0.30 ≤0.30 Bal.
吉林大學碩士學位論文極材料在電火花沉積過程中發(fā)生尖端放電，造成沉積過程中的氧化打火須將電極材料尖端磨圓。所用電火花沉積設備為中國農(nóng)業(yè)機械化科學院表面工程技術(shù)研究所研S-1400 型電火花沉積系統(tǒng)，如圖 2.2 所示。該設備主要由電源系統(tǒng)、旋統(tǒng)以及氣體保護系統(tǒng)三部分組成。系統(tǒng)可調(diào)節(jié)三個試驗參數(shù)：電壓、功率和頻率。放電電壓分為高低兩個別為 100V 和 60V。功率調(diào)節(jié)范圍為 100W 至 1400W，由四個功率開關(guān)分別為 100W、200W、400W 和 700W，沉積功率為所選功率數(shù)值之和。在 50~700Hz 的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電火花沉積工藝對3Cr2W8模具鋼性能的影響[J]. 寇曉鵬,王軼之. 冶金與材料. 2017(06)
[2]CrNi3MoVA鋼表面電火花沉積W-Ni-Fe-Co涂層的摩擦磨損性能[J]. 楊君寶,郭秋萍,趙博遠,金浩,郭策安,張健. 材料導報. 2017(12)
[3]TA2表面電火花沉積Zr/WC復合涂層特性及界面行為研究[J]. 吳公一,張占領(lǐng),孫凱偉,于華,邱然鋒,石紅信,張柯柯. 表面技術(shù). 2016(01)
[4]炮鋼表面電火花沉積NiCrAlY的工藝研究[J]. 陳瑞峰,鮑雪,趙博遠,劉麗,楊彥卿. 裝備制造技術(shù). 2014(10)
[5]BT20鈦合金表面電火花沉積WC涂層微觀組織研究[J]. 王明偉,潘仁,李姝,趙秀君,朱志,張立文. 稀有金屬材料與工程. 2014(02)
[6]電火花沉積技術(shù)的研究與應用進展[J]. 李占明,朱有利,孫曉峰,黃元林,張宏偉. 熱加工工藝. 2013(24)
[7]45鋼表面電火花沉積多層YG8涂層的組織和耐磨性[J]. 陳龍,孟惠民,黃亮亮,劉俊友. 材料熱處理學報. 2013(11)
[8]H13鋼模具表面電火花沉積修復層耐磨性和抗腐蝕性[J]. 葛志宏,鄧靜. 熱加工工藝. 2013(21)
[9]40Cr鋼表面電火花沉積WC的界面行為[J]. 王要利,于華,石紅信,邱然峰,張柯柯. 材料熱處理學報. 2013(08)
[10]H13鋼表面電火花沉積WC涂層[J]. 王明偉,潘仁,李姝,周茂軍,張立文. 材料熱處理學報. 2013(S1)
碩士論文
[1]氮氣氛下電火花沉積含TiN表面層的研究[D]. 牛金輝.吉林大學 2007
[2]電火花沉積及其合金化[D]. 王建升.昆明理工大學 2004
本文編號：3356109
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