激光重熔技術(shù)能夠有效降低等離子噴涂金屬陶瓷涂層的孔隙率,使涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)得到改善,結(jié)合界面由機(jī)械結(jié)合變成冶金結(jié)合,從而提高涂層的顯微硬度和耐磨性能。然而,陶瓷材料和金屬在物理、化學(xué)性能上的差異使得激光重熔金屬陶瓷涂層也會存在微裂紋、微孔隙和涂層剝落等問題。納米材料在性能上的各種優(yōu)勢使得科學(xué)家們通過各種方法制備出納米結(jié)構(gòu)涂層,用來改善激光重熔涂層所具有的問題。本文選擇納米SiC顆粒作為增加體,通過在等離子噴涂Fe/WC金屬陶瓷涂層上預(yù)置一層納米SiC粉末,然后再進(jìn)行激光重熔,獲得納米結(jié)構(gòu)涂層,以此來研究納米SiC對涂層組織結(jié)構(gòu)以及性能的改善機(jī)制。通過ANSYS有限元分析軟件對納米SiC顆粒在激光作用下的生長進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了激光重熔工藝參數(shù)對納米SiC顆粒生長的影響,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)優(yōu)化工藝參數(shù)并獲得納米結(jié)構(gòu)涂層提供理論基礎(chǔ)。通過分析金相、形貌、主要元素分布、物相和殘余應(yīng)力,研究了納米SiC對涂層組織結(jié)構(gòu)的改善機(jī)制。激光重熔時(shí)加入納米SiC能夠細(xì)化晶粒,降低涂層表面和截面的微孔隙和微裂紋,提高基體與涂層結(jié)合界面處的元素?cái)U(kuò)散能力,增加結(jié)合界面處的冶金結(jié)合強(qiáng)度,增加重熔層內(nèi)部硬質(zhì)合金相的含... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

等離子噴涂的原理和結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.1 等離子噴涂的原理和結(jié)構(gòu)示意圖子噴涂時(shí)噴射速度快，加熱時(shí)間段，噴涂顆粒有些不能能與基體和周圍的噴涂顆粒充分結(jié)合，以至于相互堆積孔隙，在溫度降低之后，受應(yīng)力集中的影響，極易使涂層和裂紋的存在使得氣、液雜質(zhì)很容易擴(kuò)散到涂層內(nèi)部，等離子噴涂時(shí)，噴涂顆粒層層堆積，微觀結(jié)構(gòu)上便表現(xiàn)不穩(wěn)定，且基體與涂層以機(jī)械結(jié)合的方式存在，這使得涂發(fā)生粘著磨損和層狀脫落，這些缺陷造成等離子噴涂涂層7,8]。為了解決等離子噴涂涂層的這些缺陷，擴(kuò)大金屬陶瓷涂采用激光重熔技術(shù)對等離子噴涂涂層進(jìn)行二次處理是一 1.2 所示為激光重熔的示意圖。

納米陶瓷粒子一般擁有強(qiáng)度高、硬度高等特性，可無法直接通過納米顆粒而是繞過它，進(jìn)而形成位錯(cuò)表明[49]：納米粒子的加入量越多，對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻著，圖 2.1 表征了納米粒子的含量與金屬材料強(qiáng)度在金屬材料中的均勻分散，否則容易出現(xiàn)團(tuán)聚，反以用 Gladman 公式（見公式2.1）進(jìn)行表征，并用[50]： =10 5.72 3 2 12 —沉淀強(qiáng)化產(chǎn)生的屈服強(qiáng)度；—為剪切系數(shù)（對于鐵素體， =80.26×103MPa）；—伯氏矢量； 為粒子半徑；—沉淀粒子的體積分?jǐn)?shù)。看出，納米粒子的沉淀強(qiáng)化效果受納米粒子的尺寸料中含量的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]等離子噴涂及激光重熔Al2O3-TiO2l涂層的性能研究[D]. 賈勝凱.山東大學(xué) 2015



本文編號：3317508