本文關(guān)鍵詞：等離子噴涂Al_2O_3-TiO_2涂層工藝與摩擦學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工程裝備中的重要元件—液壓活塞桿受到惡劣的環(huán)境影響，現(xiàn)有的鍍硬鉻工藝已經(jīng)不能滿足活塞桿的表面處理要求，，陶瓷涂層取代鍍硬鉻已經(jīng)成為未來液壓活塞桿表面處理工藝的發(fā)展方向之一。本文依托國家863計劃項(xiàng)目“環(huán)保型表面處理技術(shù)與裝備開發(fā)”，用等離子噴涂方法在40Cr鋼表面制備出Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂層，系統(tǒng)地研究了噴砂預(yù)處理工藝及噴涂工藝對涂層結(jié)合性能、摩擦學(xué)性能的影響規(guī)律，對噴涂工藝進(jìn)行了優(yōu)化，分析了Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂層與不同摩擦副對偶材料配副時的摩擦學(xué)性能，獲得了Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂層的工藝及摩擦學(xué)研究的一些成果。本文研究的主要結(jié)果如下： 1、在本試驗(yàn)條件下，基體噴砂預(yù)處理對三種等離子噴涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂層結(jié)合性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：對于TiO_2含量分別為13%、20%、40%的Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂層粉末材料，噴砂角度約為75°，噴砂磨料粒度約為-20~60目時，能夠獲得比較優(yōu)良的涂層結(jié)合性能。 2、基體表面三維形貌參數(shù)與陶瓷涂層結(jié)合性能關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，利用三維表面形貌參數(shù)來表征基體表面特征更加合理�；w噴砂預(yù)處理表面輪廓算術(shù)平均偏差Sa范圍為7~13μm的等離子噴涂Al_2O_3-TiO_2涂層結(jié)合性能最好，其預(yù)處理表面峰頂密度Sds為1.0×10-4~1.4×10-4（單位為μm-2），分形維數(shù)Sfd為2.30~2.50，表面展開界面面積比Sdr為10.0%~20.0%。 3、正交試驗(yàn)結(jié)果顯示：電弧電壓對等離子噴涂Al_2O_3-13%TiO_2涂層的性能影響最大，電弧電流的影響次之。最優(yōu)工藝參數(shù)為：電弧電壓U為80V，電弧電流I為500A，送粉速率Qm為10.7g/min，噴涂距離L為120mm。 4、干摩擦條件下，Al_2O_3-13%TiO_2涂層在球/盤摩擦試驗(yàn)中與GCr15配副的摩擦系數(shù)為0.035~0.076。往復(fù)摩擦試驗(yàn)中，Al_2O_3-13%TiO_2涂層與錫青銅配副時為0.26~0.33，與球墨鑄鐵配副時為0.65~0.75，與金屬材料配副的磨損機(jī)理為剝落磨損和粘著磨損；往復(fù)摩擦試驗(yàn)中，Al_2O_3-13%TiO_2涂層與共聚甲醛配副時為0.16~0.24；與聚四氟乙烯配副時0.1~0.24，與非金屬材料配副時的磨損機(jī)制為磨粒磨損。 5、液壓油潤滑使涂層材料的摩擦磨損性能明顯提高，Al_2O_3-13%TiO_2涂層與錫青銅配副時摩擦系數(shù)為0.22~0.24，與球墨鑄鐵配副時為0.15~0.16，與共聚甲醛配副時為0.11~0.28，與聚四氟乙烯配副時0.07~0.09；配副對偶件與涂層的磨損量均有不同程度的降低。
【關(guān)鍵詞】：等離子噴涂 Al_2O_3-TiO_2涂層 工藝 表面形貌 摩擦學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：機(jī)械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 活塞桿表面處理工藝研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 等離子噴涂 Al_2O_3-TiO_2涂層工藝與摩擦學(xué)性能研究17-23
• 1.3.1 等離子噴涂 Al_2O_3-TiO_2涂層的工藝研究17-19
• 1.3.2 預(yù)處理基體表面形貌研究19-20
• 1.3.3 等離子噴涂 Al_2O_3-TiO_2涂層摩擦學(xué)性能研究20-23
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容23-24
• 第二章 試驗(yàn)設(shè)備、材料和試驗(yàn)方法24-36
• 2.1 引言24
• 2.2 試驗(yàn)技術(shù)路線24
• 2.3 試驗(yàn)設(shè)備、儀器和材料24-31
• 2.3.1 涂層制備設(shè)備24-25
• 2.3.2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)25-26
• 2.3.3 試驗(yàn)檢測儀器26-28
• 2.3.4 試驗(yàn)材料28-31
• 2.4 試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理31-35
• 2.4.1 噴砂預(yù)處理工藝對涂層結(jié)合性能的影響31-32
• 2.4.2 三維形貌與涂層結(jié)合性能的關(guān)系32-33
• 2.4.3 正交試驗(yàn)法優(yōu)化等離子噴涂工藝33-34
• 2.4.4 涂層與不同摩擦副在不同環(huán)境下的摩擦學(xué)性能34-35
• 2.5 本章小節(jié)35-36
• 第三章 噴砂預(yù)處理工藝對 Al_2O_3-TiO_2涂層結(jié)合性能的影響36-44
• 3.1 引言36
• 3.2 試驗(yàn)方法和試驗(yàn)參數(shù)36-37
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果37-38
• 3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析38-41
• 3.4.1 磨料粒度不同對涂層結(jié)合性能的影響38-39
• 3.4.2 噴砂角度不同對涂層結(jié)合性能的影響39-41
• 3.5 試驗(yàn)結(jié)論及機(jī)理分析41-43
• 3.5.1 試驗(yàn)結(jié)論41-42
• 3.5.2 試驗(yàn)機(jī)理分析42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 基體表面形貌與涂層結(jié)合性能的關(guān)系44-62
• 4.1 引言44
• 4.2 試驗(yàn)條件、參數(shù)確定及數(shù)據(jù)處理方法44-47
• 4.2.1 試驗(yàn)條件44-45
• 4.2.2 三維形貌參數(shù)的確定45-46
• 4.2.3 數(shù)據(jù)處理方法46-47
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果47-48
• 4.3.1 隨機(jī)性選取二維參數(shù)與對應(yīng)的三維參數(shù)的關(guān)系47-48
• 4.3.2 三維形貌參數(shù)檢測結(jié)果48
• 4.4 結(jié)果分析48-60
• 4.4.1 表面三維形貌參數(shù)分析49-53
• 4.4.2 表面微觀形貌分析53-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第五章 等離子噴涂 Al_2O_3-TiO_2涂層工藝研究62-71
• 5.1 引言62
• 5.2 試驗(yàn)條件和方法62-64
• 5.2.1 涂層制備63-64
• 5.2.3 涂層結(jié)合性能和摩擦學(xué)性能試驗(yàn)64
• 5.3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析64-69
• 5.3.1 涂層性能正交法處理結(jié)果64-68
• 5.3.2 噴涂工藝參數(shù)對涂層性能的影響68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第六章 等離子噴涂 Al_2O_3-TiO_2涂層的摩擦學(xué)性能研究71-94
• 6.1 引言71
• 6.2 試驗(yàn)條件和方法71-72
• 6.3 涂層/GCr15 摩擦副摩擦學(xué)性能分析72-78
• 6.3.1 涂層/GCr15 摩擦副摩擦系數(shù)隨時間變化趨勢72
• 6.3.2 涂層/GCr15 摩擦副摩擦系數(shù)分析72-73
• 6.3.3 涂層磨痕的微觀形貌檢測73-76
• 6.3.4 涂層磨損機(jī)理分析76-78
• 6.4 涂層與不同摩擦副材料的摩擦學(xué)性能分析78-92
• 6.4.1 摩擦系數(shù)78-81
• 6.4.2 磨損量81-87
• 6.4.3 配副材料與陶瓷涂層的磨損機(jī)理分析87-89
• 6.4.4 陶瓷涂層磨損后的微觀形貌89-91
• 6.4.5 陶瓷涂層磨斑表面 EDS 能譜分析91-92
• 6.5 本章小結(jié)92-94
• 第七章 全文主要成果、結(jié)論及展望94-97
• 7.1 全文的主要和結(jié)論94-96
• 7.2 研究展望96-97
• 參考文獻(xiàn)97-104
• 致謝104-105
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間的主要工作及發(fā)表的文章105

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：等離子噴涂Al_2O_3-TiO_2涂層工藝與摩擦學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：260344