【摘要】：本文利用大氣等離子噴涂(APS)技術(shù)在Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼上制備出WC-12Co復(fù)合涂層。選取影響等離子噴涂涂層質(zhì)量的主要因素電流I、主氣流量Q_(Ar)和噴涂距離d為研究工藝參數(shù),以涂層的顯微硬度、結(jié)合強度和涂層厚度為評價涂層質(zhì)量的性能指標(biāo),利用中心組合法設(shè)計實驗方案。通過曲面響應(yīng)法對影響涂層性能的因素進(jìn)行分析,得到各影響因素的主次順序以及各因素的交互式影響規(guī)律。利用基于回歸分析的多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化和基于灰關(guān)聯(lián)分析的多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化這兩種方法對噴涂工藝進(jìn)行優(yōu)化,獲得所選參數(shù)條件下較好工藝參數(shù),制備WC-12Co復(fù)合涂層。采用S EM、XRD、EDS等分析測試手段對涂層表面宏觀和微觀組織形貌進(jìn)行觀察,對噴涂態(tài)WC-12Co復(fù)合涂層相組成及涂層表面成分進(jìn)行分析,探討了WC-12Co復(fù)合涂層的物相轉(zhuǎn)變原因。從微觀角度分析沖蝕角度對涂層沖蝕磨損性能的影響,不同噴涂距離下涂層耐沖蝕磨損性能的高低原因,并對磨粒直徑和磨粒速度對沖蝕磨損性能的影響進(jìn)行分析。通過響應(yīng)曲面法分析發(fā)現(xiàn),噴涂距離d和氬氣流量Q_(Ar)與電流I的交互項對涂層顯微硬度影響大;同時,關(guān)于顯微硬度的二次回歸模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R~2為0.9799。在涂層結(jié)合強度的響應(yīng)曲面中,電流I和噴涂距離d的P值都小于0.05,各交互項p值都大于0.05,說明電流和噴涂距離對涂層結(jié)合強度影響較大。關(guān)于涂層厚度的回歸模型復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.9876,信噪比精度為19.975。氬氣流量Q_(Ar)和噴涂距離d的P值分別為0.0131和0.0002,都小于0.05,對涂層厚度影響較大。在多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化的過程中,通過層次分析后得到評價指標(biāo)重要性依次為:顯微硬度,結(jié)合強度,涂層厚度。第8組實驗灰關(guān)聯(lián)度Ri最大為0.98,從而判斷出主氣流量2500L/h、電流350A、噴涂距離130mm為最優(yōu)工藝參數(shù)。通過回歸分析得到最優(yōu)參數(shù)主氣流量2500 L/h、電流349.08A、噴涂距離129.18mm。對比兩種不同方法得到很接近的工藝參數(shù),表明兩種多目標(biāo)工藝參數(shù)優(yōu)化方法是可行的。通過SEM、XRD和EDS等分析手段對不同噴涂距離的涂層進(jìn)行了分析,等離子噴涂WC-12Co涂層的主要組成相為WC相,并且有一定量的W_2C相與脆硬相Co_6W_6C相。噴涂距離為120mm時脫碳行為最為嚴(yán)重,涂層耐磨性較差。噴涂距離130mm與140mm時脫碳程度較輕。噴涂距離為130mm時涂層涂層結(jié)合強度最大,涂層整體結(jié)構(gòu)較好,韌性較好;噴涂距離為140mm時,涂層結(jié)合強度最小,抗沖蝕磨損能力較差。通過對比不同沖蝕角度下涂層的沖蝕磨損量和微觀組織形貌,在沖蝕角為60°時沖蝕磨損量最大,90°次之,小角度30°沖蝕磨損量最小;在小角度30°沖蝕時,微觀切削、犁溝變形和微觀疲勞剝落是沖蝕磨損的特征,涂層具有較好的抗塑性沖蝕磨損能力;在大角度90°時,疲勞剝落為主要特征,涂層有較好的抗脆性沖蝕磨損性能。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG178
【圖文】：

備中有超過 70%是各種形式的磨消耗 30 億噸石油的價值[66]。據(jù)材料約為全球鋼產(chǎn)量的百分之十，從 1990 年到 2016 年之間，關(guān)研工作者對耐磨損研究越來越重業(yè)機(jī)械設(shè)備的磨損腐蝕已造成了以生存的地球環(huán)境造成危害與威有效解決。提高工業(yè)機(jī)械零件的僅能為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益有利于資源節(jié)約型及環(huán)境友好型

圖 1-2 中國知網(wǎng)關(guān)于磨損文獻(xiàn)統(tǒng)計量磨涂層較為常用的表面工程技術(shù)之一[68]，能夠噴結(jié)構(gòu)緊密、涂層與基體之間粘結(jié)性好并且噴涂噴涂工藝在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過百度統(tǒng)關(guān)于熱噴涂和等離子噴涂的關(guān)鍵詞搜索量呈逐于廣東、山東和江蘇等沿海發(fā)達(dá)省份。而新疆是中國最大的石油天然氣產(chǎn)區(qū)，大量機(jī)械設(shè)備文在國家自然科學(xué)基金項目《強風(fēng)沙塵環(huán)境下為研究》的支持下，研究了 WC-12Co 耐磨涂層

圖 1-2 中國知網(wǎng)關(guān)于磨損文獻(xiàn)統(tǒng)計量APS 是制備耐磨涂層較為常用的表面工程技術(shù)之一[68]，能夠噴涂多種金屬陶瓷復(fù)合材料、涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密、涂層與基體之間粘結(jié)性好并且噴涂系統(tǒng)可控性好等優(yōu)點，使得在 APS 噴涂工藝在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過百度統(tǒng)計結(jié)果顯示，從2011 年到 2016 年，關(guān)于熱噴涂和等離子噴涂的關(guān)鍵詞搜索量呈逐年上升趨勢。同時，搜索量主要集中于廣東、山東和江蘇等沿海發(fā)達(dá)省份。而新疆地區(qū)分布著中國最大的沙漠，同時也是中國最大的石油天然氣產(chǎn)區(qū)，大量機(jī)械設(shè)備承受著被風(fēng)沙磨損的危害。所以，本文在國家自然科學(xué)基金項目《強風(fēng)沙塵環(huán)境下等離子噴涂復(fù)合層沖蝕及腐蝕磨損行為研究》的支持下，研究了 WC-12Co 耐磨涂層的抗沖蝕磨損性能。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁存光;李新梅;;曲面響應(yīng)法在等離子噴涂WC-12Co涂層工藝優(yōu)化中的應(yīng)用[J];材料科學(xué)與工藝;2018年02期

2 梁存光;李新梅;;噴涂距離對等離子噴涂WC-12Co涂層抗沖蝕磨損性能的影響[J];中國表面工程;2017年06期

3 梁存光;李新梅;張鵬飛;;等離子噴涂WC-12Co涂層抗沖刷磨損行為[J];表面技術(shù);2017年09期

4 梁存光;李新梅;張鵬飛;;等離子噴涂WC-12Co涂層的組織與性能[J];材料保護(hù);2017年06期

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本文編號：2768330