發(fā)布時間：2021-08-28 12:32

　　在工程中,熔覆涂層作為一種改善材料表面性能的手段得到了廣泛的應用,尤其是在提高材料的耐磨、耐腐蝕和抗氧化性能等方面。其主要制備方法是激光熔覆和等離子熔覆,但這些方法存在設(shè)備價格高、操作復雜等問題,造成生產(chǎn)的成本增加。本文將氬弧熔覆作為提高材料表面耐磨性的一種新方法進行研究,在大幅度提高材料耐磨性的同時降低生產(chǎn)成本,這對企業(yè)生產(chǎn)效益的提高具有重要的意義。本文以工程常用的35Cr Mn Si鋼為基體,選擇鈦粉、氮化硼粉和Ni60A粉的混合粉末制成復合材料棒,利用氬弧熔覆技術(shù)在35Cr Mn Si鋼表面制備出熔覆層;研究了熔覆電流、熔覆速度、Ti與BN粉末的摩爾比例和（Ti+BN）含量對組織形貌的影響;確定出制備熔覆層的最佳粉末體系和熔覆工藝;利用X射線衍射儀、光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、高分辨電鏡及能譜分析對熔覆試樣的物相及微觀組織進行表征;通過顯微硬度和摩擦磨損測試分析熔覆層的磨損機制,結(jié)果表明:（1）當熔覆電流為120A,熔覆速度為2mm/s時稀釋率最小且表面成形質(zhì)量最佳;當熔覆速度為2mm/s,熔覆電流從100A→120A→140A→160A變化時,熔覆層頂部組織隨電... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 原位自生合成技術(shù)
        1.1.1 原位自生合成技術(shù)的制備工藝
        1.1.2 原位反應存在的問題及發(fā)展方向
    1.2 表面熔覆技術(shù)
        1.2.1 堆焊
        1.2.2 氧-乙炔焰熔覆
        1.2.3 激光熔覆
        1.2.4 感應熔覆
        1.2.5 等離子熔覆
        1.2.6 氬弧熔覆
    1.3 復合涂層增強顆粒的性質(zhì)
        1.3.1 TiB_2和TiB性質(zhì)
        1.3.2 TiN性質(zhì)
    1.4 論文研究意義及主要內(nèi)容
        1.4.1 論文研究意義
        1.4.2 研究的主要內(nèi)容
第2章 試驗材料和方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 基體材料的選擇
        2.1.2 熔覆材料的選擇
        2.1.3 熔覆工藝參數(shù)的選擇
    2.2 試驗方案及技術(shù)路線
        2.2.1 復合材料棒制備方法
        2.2.2 試驗主要設(shè)備
        2.2.3 熔覆層的制備及技術(shù)路線
    2.3 分析方法及儀器設(shè)備
        2.3.1 稀釋率的測定
        2.3.2 X射線分析
        2.3.3 光學顯微組織分析
        2.3.4 掃描電鏡分析
        2.3.5 透射電鏡分析
        2.3.6 顯微硬度測試
        2.3.7 摩擦磨損測試
    2.4 本章小結(jié)
第3章 氬弧熔覆工藝參數(shù)對原位自生TiB_2+TiN/Ni涂層組織的影響
    3.1 球磨時間對合金粉末的影響
        3.1.1 不同球磨時間的合金粉末XRD分析
        3.1.2 不同球磨時間對合金粉末尺寸的影響
    3.2 工藝參數(shù)對熔覆層質(zhì)量和稀釋率的影響
        3.2.1 不同工藝參數(shù)對熔覆層表面質(zhì)量的影響
        3.2.2 不同工藝參數(shù)對稀釋率的影響
    3.3 工藝參數(shù)對熔覆層組織的影響
        3.3.1 熔覆電流對熔覆層組織的影響
        3.3.2 熔覆速度對熔覆涂層組織的影響
    3.4 BN與Ti的摩爾比對熔覆層組織的影響
        3.4.1 不同BN與Ti摩爾比的XRD分析
        3.4.2 不同BN/Ti摩爾比與(Ti+BN)含量的顯微組織
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氬弧熔覆TiB_2+TiN/Ni涂層熱力學及動力學研究
    4.1 原位自生TiN-TiB_2涂層的熱力學分析
        4.1.1 合金體系發(fā)生反應的熱力學分析
        4.1.2 原位合成TiB_2和TiN的熱力學條件
    4.2 原位自生TiB_2-TiN熔覆層的動力學分析
        4.2.1 原位自生TiB_2-TiN熔覆層的動力學條件
        4.2.2 原位自生TiB_2-TiN熔覆層的動力學模型
    4.3 本章小結(jié)
第5章 氬弧熔覆TiB_2+TiN/Ni涂層的凝固過程及增強相生長機理
    5.1 氬弧熔覆Ti-BN熔覆層凝固過程
        5.1.1 Ti-B-N合金體系相圖
        5.1.2 氬弧熔覆Ti-BN-Ni體系的凝固過程分析
    5.2 增強相晶體結(jié)構(gòu)表征及原位反應的生長特性分析
        5.2.1 TiB的結(jié)構(gòu)表征及生長形貌
        5.2.2 TiN結(jié)構(gòu)表征及生長形貌
        5.2.3 TiB_2的結(jié)構(gòu)表征及生長形貌
    5.3 本章小結(jié)
第6章 氬弧熔覆TiB_2+TiN/Ni涂層的摩擦學行為
    6.1 氬弧熔覆層顯微硬度分析
        6.1.1 熔覆電流對顯微硬度的影響
        6.1.2 熔覆速度對顯微硬度的影響
        6.1.3 BN與Ti的摩爾比對顯微硬度的影響
        6.1.4 BN與Ti的含量對顯微硬度的影響
    6.2 熔覆層耐磨性能與磨損機理
        6.2.1 不同載荷下 35Cr Mn Si的耐磨性能
        6.2.2 不同載荷下氬弧熔覆層的耐磨性能
        6.2.3 不同(Ti+BN)含量氬弧熔覆層的耐磨性能
    6.3 熔覆層的摩擦行為研究
        6.3.1 黏著摩擦機制
        6.3.2 變形摩擦機制
    6.4 熔覆層的磨損行為研究
        6.4.1 黏著磨損機制
        6.4.2 磨粒磨損機制
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3368519