葉輪表面激光熔覆TiC/Co涂層摩擦-磨損性能研究
發(fā)布時間:2021-04-01 10:55
在洗掃車專用風(fēng)機不銹鋼葉輪表面上采用激光熔覆技術(shù)制備了TiC含量分別為15%、20%、25%的TiC/Co涂層,利用SEM、EDS、XRD、顯微硬度計等手段,分析了涂層的表面-截面形貌、化學(xué)成分、物相和硬度,研究了TiC與Co配比對涂層摩擦-磨損性能的影響,并討論了其磨損機理。結(jié)果表明,3組涂層的平均摩擦因數(shù)分別為0.46、0.31和0.28;TiC含量為15%和20%的涂層均以粘著磨損和氧化磨損為主,TiC含量為25%的涂層以粘著磨損和氧化磨損為主,并伴有磨料磨損;TiC含量為20%的涂層磨損較輕微,耐磨性能最佳,適用于葉輪表面。
【文章來源】:特種鑄造及有色合金. 2020,40(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
不同配比的TiC/Co涂層截面形貌
不同TiC/Co配比的涂層EDS分析
圖5為3組涂層表面XRD圖譜?梢钥闯,涂層由γ-Co、(Fe,Cr)、Fe、TiC、FeCo、Co3Fe7、CoCx、Co3Ti等物相組成。激光熔覆是快速熔化和冷卻的過程,且熔池中還存在復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),所以很難區(qū)分所有物相[5~7]。圖譜中均含有γ-Co物相,這是因為Co在大于417℃時,以γ-Co形式存在,在室溫下則以ε-Co形式存在[8,9],但激光熔覆的快速冷卻,使凝固結(jié)晶的γ-Co來不及發(fā)生相變而得以保留。圖譜中的(Fe,Cr)、Fe為基體元素擴散到涂層組成的物相;TiC、γ-Co為粉末成分形成涂層組成物相;FeCo和Co3Fe7是涂層中的元素與基體擴散元素發(fā)生反應(yīng)生成的物相;CoCx和Co3Ti是TiC加熱過程中,少量受熱分解,使C與Co反應(yīng)生成CoCx相,Ti原子與Co反應(yīng)生成Co3Ti。涂層的XRD圖譜中沒有氧化物與能譜圖中沒有O原子對應(yīng),表明涂層極少發(fā)生氧化。涂層中含有的(Fe,Cr)、TiC硬質(zhì)相提高了涂層的耐磨性和硬度[10,11]。從圖5看出,隨著TiC含量增加,TiC峰線和Co3Ti峰線增強。表3為基體和A1~A3試樣表面的平均硬度?梢钥闯觯珹1~A3涂層硬度均大于基體表面硬度。隨TiC含量的增加,涂層平均硬度也隨之增加,由于TiC等硬質(zhì)相彌散強化的共同作用,使涂層硬度隨TiC含量增加而提高。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effect of Extrusion Temperatures on Friction-wear Behavior of Chain-wheel Fabricated by 40Cr Steel under Oil-lubrication Condition[J]. 陳海翔,LIU Wei,孔德軍. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science). 2019(03)
[2]TiC對激光熔覆TiC-Ti-Al涂層結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 賀星,王晶,孔德軍,宋仁國. 金屬熱處理. 2018(08)
[3]H13鋼激光熔覆鈷基復(fù)合涂層的組織及耐磨性[J]. 楊曉紅,杭文先,秦紹剛,劉勇兵,劉利萍. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(03)
[4]球墨鑄鐵表面激光熔覆鈷基合金涂層的組織與性能[J]. 童文輝,趙子龍,王杰,國旭明,段新華,劉豫. 稀有金屬. 2017(12)
[5]Cr12模具鋼表面真空燒結(jié)Ni60-TiC涂層的摩擦磨損性能[J]. 顧杰,楊學(xué)鋒,王子然,馬濤,蔡喜光. 人工晶體學(xué)報. 2016(06)
[6]KMN鋼激光熔覆FeCr合金修復(fù)層組織性能及耐磨、耐蝕性研究[J]. 趙彥華,孫杰,李劍峰. 機械工程學(xué)報. 2015(08)
博士論文
[1]H13鋼表面激光熔覆TiC/Co基涂層及其高溫磨損性能研究[D]. Pham Thi Hong Nga(范氏紅娥).昆明理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]火電廠排粉機葉輪的防磨技術(shù)與節(jié)能分析[D]. 李永成.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]環(huán)保除塵風(fēng)機葉輪磨損分析及改造研究[D]. 楊志剛.東北大學(xué) 2015
[3]2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂層的組織及性能研究[D]. 趙文雨.上海交通大學(xué) 2015
[4]進口彎管對離心通風(fēng)機性能影響的研究[D]. 張俊林.華東理工大學(xué) 2014
本文編號:3113220
【文章來源】:特種鑄造及有色合金. 2020,40(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
不同配比的TiC/Co涂層截面形貌
不同TiC/Co配比的涂層EDS分析
圖5為3組涂層表面XRD圖譜?梢钥闯,涂層由γ-Co、(Fe,Cr)、Fe、TiC、FeCo、Co3Fe7、CoCx、Co3Ti等物相組成。激光熔覆是快速熔化和冷卻的過程,且熔池中還存在復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),所以很難區(qū)分所有物相[5~7]。圖譜中均含有γ-Co物相,這是因為Co在大于417℃時,以γ-Co形式存在,在室溫下則以ε-Co形式存在[8,9],但激光熔覆的快速冷卻,使凝固結(jié)晶的γ-Co來不及發(fā)生相變而得以保留。圖譜中的(Fe,Cr)、Fe為基體元素擴散到涂層組成的物相;TiC、γ-Co為粉末成分形成涂層組成物相;FeCo和Co3Fe7是涂層中的元素與基體擴散元素發(fā)生反應(yīng)生成的物相;CoCx和Co3Ti是TiC加熱過程中,少量受熱分解,使C與Co反應(yīng)生成CoCx相,Ti原子與Co反應(yīng)生成Co3Ti。涂層的XRD圖譜中沒有氧化物與能譜圖中沒有O原子對應(yīng),表明涂層極少發(fā)生氧化。涂層中含有的(Fe,Cr)、TiC硬質(zhì)相提高了涂層的耐磨性和硬度[10,11]。從圖5看出,隨著TiC含量增加,TiC峰線和Co3Ti峰線增強。表3為基體和A1~A3試樣表面的平均硬度?梢钥闯觯珹1~A3涂層硬度均大于基體表面硬度。隨TiC含量的增加,涂層平均硬度也隨之增加,由于TiC等硬質(zhì)相彌散強化的共同作用,使涂層硬度隨TiC含量增加而提高。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effect of Extrusion Temperatures on Friction-wear Behavior of Chain-wheel Fabricated by 40Cr Steel under Oil-lubrication Condition[J]. 陳海翔,LIU Wei,孔德軍. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science). 2019(03)
[2]TiC對激光熔覆TiC-Ti-Al涂層結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 賀星,王晶,孔德軍,宋仁國. 金屬熱處理. 2018(08)
[3]H13鋼激光熔覆鈷基復(fù)合涂層的組織及耐磨性[J]. 楊曉紅,杭文先,秦紹剛,劉勇兵,劉利萍. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(03)
[4]球墨鑄鐵表面激光熔覆鈷基合金涂層的組織與性能[J]. 童文輝,趙子龍,王杰,國旭明,段新華,劉豫. 稀有金屬. 2017(12)
[5]Cr12模具鋼表面真空燒結(jié)Ni60-TiC涂層的摩擦磨損性能[J]. 顧杰,楊學(xué)鋒,王子然,馬濤,蔡喜光. 人工晶體學(xué)報. 2016(06)
[6]KMN鋼激光熔覆FeCr合金修復(fù)層組織性能及耐磨、耐蝕性研究[J]. 趙彥華,孫杰,李劍峰. 機械工程學(xué)報. 2015(08)
博士論文
[1]H13鋼表面激光熔覆TiC/Co基涂層及其高溫磨損性能研究[D]. Pham Thi Hong Nga(范氏紅娥).昆明理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]火電廠排粉機葉輪的防磨技術(shù)與節(jié)能分析[D]. 李永成.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]環(huán)保除塵風(fēng)機葉輪磨損分析及改造研究[D]. 楊志剛.東北大學(xué) 2015
[3]2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂層的組織及性能研究[D]. 趙文雨.上海交通大學(xué) 2015
[4]進口彎管對離心通風(fēng)機性能影響的研究[D]. 張俊林.華東理工大學(xué) 2014
本文編號:3113220
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