本文關(guān)鍵詞：奧氏體不銹鋼激光熔覆自潤滑耐磨復(fù)合涂層研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：奧氏體不銹鋼因其良好的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，在化工、機(jī)械、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但受硬度低、耐磨性差等性能缺點(diǎn)的制約，其一般不能用作重要的摩擦運(yùn)動副零部件。此外，很多在高溫條件下承受強(qiáng)烈摩擦磨損作用的相對運(yùn)動副零部件不僅要求具有優(yōu)異的高溫耐磨性與抗氧化性，而且由于高溫條件下無法實(shí)現(xiàn)外加潤滑而必須具有優(yōu)異的高溫自潤滑性能。由于磨損基本發(fā)生于材料或零部件的表面，采用合適的表面工程手段在材料表面制備自潤滑耐磨涂層無疑具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可行性。 激光熔覆技術(shù)對基體和涂層材料無限制，能實(shí)現(xiàn)在低熔點(diǎn)的工件上熔覆一層高熔點(diǎn)的合金，能控制稀釋率，可局部熔覆，微觀結(jié)構(gòu)細(xì)致，熱影響區(qū)小，并使涂層材料快速熔化和冷卻而與基體材料形成良好的冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高。 為了提高不銹鋼的耐磨性并開發(fā)具有良好減摩耐磨性能的先進(jìn)復(fù)合材料涂層新體系，本文分別以NiCr/Cr_3C_2、NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-15CaF_2、NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-30CaF_2合金粉末為原料，采用激光熔覆技術(shù)，在不銹鋼表面制備自潤滑耐磨復(fù)合涂層。利用SEM、XRD、EDS等手段分析了涂層的顯微組織，利用顯微硬度計(jì)測試了涂層的顯微硬度，利用高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分別測試了涂層在不同溫度(室溫、300℃、600℃)及不同載荷(2N、5N、10N)下的干滑動磨損性能并分析了其磨損機(jī)理。 結(jié)果表明：激光熔覆NiCr/Cr_3C_2合金粉末制備出了以γ-(Ni,Fe)鎳基固溶體為基體、(Cr,Fe)_7C_3碳化物為增強(qiáng)相，厚度約0.8mm、組織致密均勻、與不銹鋼基體呈冶金結(jié)合的耐磨涂層，其平均顯微硬度約為850HV0.3；激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-15CaF_2合金粉末制備出以γ-(Ni,Fe)為基體、(Cr,Fe)_7C_3/WC為增強(qiáng)相、WS_2和CrS為潤滑相的自潤滑耐磨涂層，涂層的厚度約0.6mm、組織致密均勻、與不銹鋼基體形成良好的冶金結(jié)合，其平均顯微硬度為620HV0.3；激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-30CaF_2合金粉末制備出的涂層中的物相也為γ-(Ni,Fe)基體、碳化物增強(qiáng)相及硫化物潤滑相，然而涂層的厚度僅為0.25mm。 摩擦磨損測試表明，室溫時(shí)，激光熔覆NiCr/Cr_3C_2耐磨涂層的摩擦系數(shù)和磨損率均最小，激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-15CaF_2耐磨自潤滑涂層的摩擦系數(shù)和磨損率稍大于NiCr/Cr_3C_2耐磨涂層，不銹鋼基體的摩擦系數(shù)和磨損率最大；隨著溫度上升至300℃時(shí)，不銹鋼基體和NiCr/Cr_3C_2耐磨涂層的磨損率增大，而由于潤滑相被擠壓至磨損表面發(fā)揮了潤滑作用，激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-15CaF_2自潤滑耐磨涂層的磨損率減小，使得自潤滑涂層在300℃擁有最小的摩擦系數(shù)和磨損率；當(dāng)溫度上升至600℃時(shí)，潤滑相被氧化，失去了潤滑效果，激光熔覆NiCr/Cr_3C_2耐磨涂層和NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-15CaF_2自潤滑涂層的磨損率大小接近。 低載(2N)時(shí)，激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-15CaF_2自潤滑耐磨涂層中良好的強(qiáng)韌相結(jié)合賦予涂層良好的耐磨性能；中載(5N)時(shí)，除了強(qiáng)韌相結(jié)合為涂層提供有效抵抗磨損外，涂層中的潤滑顆粒被擠壓至磨損表面發(fā)揮了有效的減摩耐磨作用，使得涂層在中載時(shí)擁有更為優(yōu)異的摩擦學(xué)性能；高載(10N)時(shí)，，涂層中的潤滑相發(fā)生脫粘大大減小了其潤滑效果，硬質(zhì)增強(qiáng)相發(fā)生剝離使得磨損表面產(chǎn)生凹坑、犁溝，涂層在高載時(shí)的磨損率變大。 綜合分析認(rèn)為，激光熔覆NiCr/Cr_3C_2-15WS_2-15CaF_2自潤滑耐磨復(fù)合涂層在中溫(300℃)中載(5N)下具有優(yōu)異的耐磨性能。
【關(guān)鍵詞】：奧氏體不銹鋼 激光熔覆 自潤滑耐磨涂層 顯微組織 高溫磨損
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TG174.44
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10-16
• 1.2 研究目的及研究內(nèi)容16-21
• 1.2.1 研究目的16-17
• 1.2.2 涂層組織設(shè)計(jì)及激光熔覆合金粉末選擇17-19
• 1.2.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線19-21
• 第二章 試驗(yàn)材料與方法21-31
• 2.1 試驗(yàn)材料21-22
• 2.1.1 基體材料21
• 2.1.2 合金粉末21-22
• 2.2 激光熔覆試驗(yàn)22-25
• 2.3 顯微組織與物相分析25-27
• 2.4 顯微硬度測試27-28
• 2.5 室/高溫摩磨損試驗(yàn)28-31
• 第三章 激光熔覆自潤滑耐磨涂層的顯微組織和硬度分析31-43
• 3.1 激光熔覆層的宏觀形貌31-32
• 3.2 激光熔覆層的物相分析32-35
• 3.2.1 激光熔覆 NiCr/Cr_3C_2耐磨涂層的物相32-33
• 3.2.2 激光熔覆 NiCr/Cr_3C_2-WS_2-CaF_2自潤滑耐磨涂層的物相33-35
• 3.3 激光熔覆層的顯微組織分析35-40
• 3.3.1 激光熔覆 NiCr/Cr_3C_2耐磨涂層的顯微組織35-37
• 3.3.2 激光熔覆 NiCr/Cr_3C_2-WS_2-CaF_2自潤滑耐磨涂層的顯微組織37-40
• 3.4 激光熔覆層的顯微硬度40-43
• 第四章 激光熔覆自潤滑耐磨涂層的磨損性能及機(jī)理43-67
• 4.1 不同溫度下涂層的耐磨性能43-59
• 4.1.1 室溫耐磨性43-49
• 4.1.2 300 ℃耐磨性49-53
• 4.1.3 600 ℃耐磨性53-59
• 4.2 不同載荷下涂層的耐磨性能59-67
• 4.2.1 不同載荷下的摩擦系數(shù)59-60
• 4.2.2 不同載荷下的磨損率60-61
• 4.2.3 磨痕形貌和磨損機(jī)制分析61-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-76
• 攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文76-78
• 致謝78-79

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 曹非;基于光內(nèi)同軸送粉激光熔覆變截面異形薄壁件堆積成形研究[D];蘇州大學(xué);2013年

2 張迎寅;光內(nèi)粉絲同送熔覆工藝及成形研究[D];蘇州大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：奧氏體不銹鋼激光熔覆自潤滑耐磨復(fù)合涂層研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：373275