等離子噴焊技術(shù)制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎳基涂層,因涂層具有良好耐磨性、耐蝕性等特點(diǎn),已成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)。外加陶瓷顆粒粗大、易在噴焊層中集聚等問(wèn)題,導(dǎo)致對(duì)涂層的改善效果有限,但原位生成的陶瓷顆粒細(xì)小、均勻,可有效的解決這些問(wèn)題。本文以Ni60A自熔性合金粉末為基礎(chǔ),通過(guò)摻入Ti-Fe、Ti-Fe-Si多元合金粉體進(jìn)行合金配比優(yōu)化,探索多元合金粉體協(xié)同作用對(duì)鎳基噴焊層耐磨性和耐蝕性的影響。在ANSYS軟件上進(jìn)行等離子噴焊過(guò)程溫度場(chǎng)有限元數(shù)值模擬,實(shí)現(xiàn)噴焊層內(nèi)部溫度場(chǎng)變化可視化,優(yōu)化噴焊層制備工藝參數(shù)設(shè)計(jì);通過(guò)OM、XRD、SEM、EDS等研究了Ti-Fe以及Ti-Fe+Si粉對(duì)噴焊層顯微組織的協(xié)同作用;通過(guò)磨粒磨損試驗(yàn)研究噴焊層的磨損性能;通過(guò)電化學(xué)試驗(yàn)研究噴焊層的電化學(xué)腐蝕性能。研究結(jié)果如下:基于鎳基自熔性合金粉體、45鋼的熱物性參數(shù)和等離子噴焊工藝,以高斯熱源模型,通過(guò)ANSYS軟件采用APDL參數(shù)化語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),能夠清晰直觀進(jìn)行鎳基合金粉末噴焊過(guò)程中溫度場(chǎng)隨電流變化情況,實(shí)現(xiàn)噴焊過(guò)程的可視化。設(shè)定噴焊速度為80mm/min,等離子弧在x軸方向上的擺動(dòng)速度為1000 mm/min,擺寬1... 

【文章來(lái)源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

等離子噴焊原理示意圖[25]

西華大學(xué)碩士學(xué)位論文5①微觀切屑：法向載荷將磨料壓入材料表面，磨料在滑動(dòng)時(shí)對(duì)材料表面產(chǎn)生切屑作用使得材料表面脫落形成磨屑。②壓痕破壞：在載荷作用下磨料壓入材料表面而產(chǎn)生壓痕，導(dǎo)致材料表面產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形，壓痕兩側(cè)的材料受到損傷，造成材料表面擠出或者脫落。③疲勞破壞：磨料在摩擦?xí)r產(chǎn)生循環(huán)接觸應(yīng)力，導(dǎo)致摩擦表面出現(xiàn)疲勞裂紋，且裂紋逐漸增大最終脫落。如圖1.2為抽油泵柱塞表面發(fā)生的磨粒磨損現(xiàn)象，柱塞與泵筒在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，較硬的石英砂顆粒在柱塞表面劃傷切削而留下痕跡。圖1.2（b）中柱塞表面受到擠壓材料推移至磨粒運(yùn)動(dòng)路徑的兩側(cè)，中間形成犁溝，犁溝兩側(cè)形成凸起。圖1.2（c）中柱塞表面已經(jīng)發(fā)生塑性損傷，容易被磨掉。圖1.2柱塞表面磨粒磨損形貌[37]Fig.1.2Abrasivewearmorphologyofplungersurface[37]（2）腐蝕磨損腐蝕磨損是金屬材料在摩擦過(guò)程中材料表面與周圍介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)或化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致材料損壞的現(xiàn)象。其影響因素包括材料的成分、硬度、表面膜以及環(huán)境等。可分為氧化磨損和化學(xué)介質(zhì)磨損兩類：

原位生成TiC增強(qiáng)鎳基噴焊層耐磨耐蝕性能研究10狀，如圖1.3；原位生成的NbC使得熔覆層的顯微硬度提高了38%，磨損率降低了32%。圖1.3NbC粒子的典型形態(tài)[71]Fig.1.3TypicalmorphologiesofNbCparticles[71]徐洪勇[25]在H13模具鋼表面噴焊Ni60B+Ti混合粉末制備原位生成TiC增強(qiáng)鎳基噴焊層，所得噴焊層最高顯微硬度高達(dá)800HV0.5以上，但摻入過(guò)量的Ti粉，噴焊層內(nèi)原位生成的TiC出現(xiàn)偏聚和噴焊層內(nèi)氣孔增多等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致噴焊層顯微硬度和耐磨性降低。赫慶坤[37]為減輕抽油泵柱塞表面的腐蝕和磨損失效，在鎳基合金粉末中摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%石墨和12%Ti粉，制備激光合成TiC/Ni60A熔覆層，研究結(jié)果表明，TiC/Ni60A熔覆層的耐磨性為Ni60A熔覆層的8倍，電化學(xué)耐腐蝕性能明顯高于Ni60A熔覆層。黃詩(shī)銘[72]將NiCr-Cr3C2、Ti以及Ni60A合金粉末均勻混合后，在Q235鋼表面制備了原位生成TiC增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料噴焊層，噴焊層中原位生成的TiC的顆粒較小約1~2μm（如圖1.4），起到彌散強(qiáng)化的作用。圖1.4原位生成TiC增強(qiáng)鎳基噴焊層SEM分析結(jié)果[72]Fig.1.4SEManalysisresultsofin-situTiC-reinforcedNi-basedcoatings[72]

【參考文獻(xiàn)】：
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