高溫磨損是熱作模具、熱軋輥、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套、氣門座等重要機(jī)械設(shè)備和零部件的常見失效形式。通過(guò)激光熔覆工藝制備的Co基耐磨合金涂層可以延長(zhǎng)這類機(jī)械零部件的服役壽命,隨著工業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模化和技術(shù)更新?lián)Q代的進(jìn)一步加快,上述機(jī)械設(shè)備與零部件的服役狀態(tài)變得更加苛刻,因此要求材料具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能、抗氧化性能和耐磨性能,特別是耐高溫磨損性能,才能保障機(jī)械設(shè)備和零部件的穩(wěn)定長(zhǎng)效運(yùn)行。因此,單一的Co基合金涂層已經(jīng)難以滿足嚴(yán)苛的工況要求,研發(fā)高性能耐高溫磨損和氧化的復(fù)合涂層成為現(xiàn)代制造業(yè)迫切的需要。已有的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究顯示,通過(guò)激光熔覆工藝將WC合金粉末作為強(qiáng)化相添加到Ni基合金涂層中可以增強(qiáng)熔覆層的耐磨性,近年來(lái)采用激光熔覆方法在Co基合金中添加強(qiáng)化相WC制備WC/Co耐高溫磨損涂層的研究雖有一些報(bào)道,但與Ni基合金涂層相比,研究工作還不充分,特別是關(guān)于WC/Co-Cr復(fù)合涂層的熔覆工藝優(yōu)化與高溫環(huán)境下的涂層性能變化規(guī)律的研究則更為少見,因此,探索高品質(zhì)耐高溫磨損的WC/Co-Cr復(fù)合涂層的制備技術(shù)和揭示涂層的耐高溫磨損與氧化機(jī)制是一項(xiàng)具有科學(xué)意義和應(yīng)用前景的工作。本文的主要工作體現(xiàn)在:激光熔覆...

【文章頁(yè)數(shù)】：131 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 摩擦磨損問(wèn)題
        1.2.1 模具失效現(xiàn)象
        1.2.2 摩擦磨損過(guò)程原理
        1.2.3 摩擦磨損影響因素
        1.2.4 金屬材料摩擦磨損治理
    1.3 激光熔覆技術(shù)
        1.3.1 激光熔覆技術(shù)簡(jiǎn)介
        1.3.2 激光熔覆技術(shù)的沿革歷程及應(yīng)用
        1.3.3 激光熔覆材料
        1.3.4 激光熔覆工藝
    1.4 激光熔覆涂層研究現(xiàn)狀
        1.4.1 組織結(jié)構(gòu)特征
        1.4.2 熔覆層性能研究現(xiàn)狀
        1.4.3 發(fā)展動(dòng)向
    1.5 研究目的和內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    2.1 研究思路與途徑
        2.1.1 研究思路
        2.1.2 研究途徑
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料及加工
        2.2.1 45鋼
        2.2.2 H13鋼
        2.2.3 前處理
    2.3 涂層制備方法
        2.3.1 原材料
        2.3.2 激光熔覆設(shè)備及參數(shù)
        2.3.3 正交設(shè)計(jì)
        2.3.4 評(píng)定分析方法
    2.4 測(cè)試方法
        2.4.1 組織成分分析方法
        2.4.2 常溫耐磨性測(cè)試方法
        2.4.3 高溫耐磨性測(cè)試方法
        2.4.4 磨痕的XPS分析
        2.4.5 磨屑的鐵譜分析
        2.4.6 高溫抗氧化性測(cè)試方法
    2.5 小結(jié)
第三章 激光熔覆WC/Co-Cr復(fù)合涂層的工藝優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 激光熔覆涂層的制備工藝參數(shù)優(yōu)化
        3.2.1 10 wt.% WC熔覆工藝
        3.2.2 20 wt.% WC熔覆工藝
    3.3 工藝參數(shù)對(duì)涂層品質(zhì)的影響
    3.4 涂層組織、成分與物相分析
    3.5 涂層精細(xì)組織的透射電鏡分析
        3.5.1 FIB制樣
        3.5.2 涂層的精細(xì)組織
    3.6 涂層與45鋼基體的界面結(jié)構(gòu)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 激光熔覆WC/Co-Cr復(fù)合涂層的常溫滑動(dòng)磨損特性
    4.1 引言
    4.2 WC含量對(duì)熔覆層硬度分布的影響
    4.3 涂層的常溫滑動(dòng)摩擦磨損特性
        4.3.1 摩擦因數(shù)分析
        4.3.2 磨損量分析
        4.3.3 磨損形貌分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 激光熔覆WC/Co-Cr復(fù)合涂層的高溫滑動(dòng)磨損特性
    5.1 引言
    5.2 不同溫度下涂層的磨損行為
        5.2.1 不同溫度下涂層的磨損量
        5.2.2 不同溫度下涂層的摩擦因數(shù)與H13鋼對(duì)比
        5.2.3 不同溫度下涂層與H13鋼的磨損面形貌分析
        5.2.4 磨痕的XPS分析
        5.2.5 磨屑的的鐵譜儀分析
        5.2.6 磨屑的掃描電鏡與能譜分析
    5.3 不同載荷下涂層的高溫滑動(dòng)磨損行為
        5.3.1 不同載荷下涂層的磨損量
        5.3.2 不同載荷下涂層的摩擦因數(shù)
        5.3.3 不同載荷下涂層的磨損面形貌
        5.3.4 不同載荷下涂層磨損面的成分分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 激光熔覆WC/Co-Cr復(fù)合涂層的高溫抗氧化性能
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)方法
    6.3 熔覆前后微觀特征
    6.4 復(fù)合涂層抗氧化性能
        6.4.1 增重速率分析
        6.4.2 高溫氧化形貌分析
        6.4.3 高溫氧化前后顯微硬度分析
        6.4.4 高溫氧化前后物相分析
        6.4.5 熱重分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
本文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝



本文編號(hào)：3894919