Cr_2O_3陶瓷涂層摩擦磨損性能研究
本文關(guān)鍵詞:Cr_2O_3陶瓷涂層摩擦磨損性能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:Cr_2O_3陶瓷涂層在摩擦過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力比較小,涂層不容易發(fā)生嚴(yán)重斷裂,,具有孔隙率低、摩擦系數(shù)低、導(dǎo)熱系數(shù)高、耐腐蝕性、高硬度等特性,適用于高溫、腐蝕和磨損等特殊工作環(huán)境,涂層在摩擦學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,研究其工藝及摩擦磨損機(jī)理具有重要意義。 本文所用噴涂粉末是將Cr_2O_3陶瓷粉末與玻璃釉料分別按質(zhì)量比65%,80%,85%,95%,100%混合,燒結(jié)900℃后球磨,過200目篩即可。采用CP-3000型亞音速噴槍在45鋼上分別噴涂各比例的Cr_2O_3陶瓷涂層,并在電阻爐中燒結(jié)1066℃。在室溫下對Cr_2O_3陶瓷涂層進(jìn)行摩擦實(shí)驗,結(jié)合掃描電鏡(SEM)、體式顯微鏡等手段,觀察其磨損前后涂層的表面形貌,對摩擦磨損性能進(jìn)行了分析和研究。同時采用ANSYS軟件模擬研究了熱噴涂陶瓷涂層上不同扁平率的單個粒子受到切向摩擦力時,界面的應(yīng)力分布。實(shí)驗結(jié)果表明: (1)噴涂距離為150mm-300mm時,Cr_2O_3陶瓷涂層的摩擦磨損性能隨噴涂距離的增大而加強(qiáng)。熱噴涂時最佳工藝參數(shù)為:壓縮空氣壓力為0.36MPa,氧氣壓力為0.5MPa,乙炔壓力為0.05MPa,預(yù)熱溫度為400℃,噴涂距離為150mm。 (2)Cr_2O_3陶瓷涂層的質(zhì)量損失和質(zhì)量損失比均隨玻璃釉料的添加量而先減后增。實(shí)驗結(jié)果表明比例為95%左右時Cr_2O_3陶瓷涂層的摩擦磨損性能最好。 (3)Cr_2O_3陶瓷涂層質(zhì)量損失隨著載荷的增大,先減后增,隨時間的增加而增大,且時間對Cr_2O_3陶瓷涂層質(zhì)量損失的影響更大。 (4)涂層上粒子的扁平化程度越好,Cr_2O_3陶瓷涂層的摩擦磨損性能也就越好。 (5)Cr_2O_3陶瓷涂層的磨損機(jī)理為輕微的磨粒磨損和輕微的脆性剝落共同作用。 (6)當(dāng)熱噴涂Cr_2O_3陶瓷涂層受到切向力摩擦?xí)r,粒子扁平化良好的涂層界面法向應(yīng)力與剪切應(yīng)力都較小,粒子不易出現(xiàn)剝落,涂層具有良好的耐磨性能。
【關(guān)鍵詞】:Cr_2O_3陶瓷涂層 玻璃釉料 熱噴涂 摩擦磨損 ANSYS分析
【學(xué)位授予單位】:南華大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TG174.453
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-8
- 第一章 緒論8-17
- 1.1 前言8
- 1.2 耐磨陶瓷涂層研究現(xiàn)狀8-10
- 1.3 熱噴涂粉末的制備、性能及研究現(xiàn)狀10-12
- 1.4 陶瓷涂層的制備工藝及性能比較12-15
- 1.5 立項依據(jù)及意義15-16
- 1.6 研究內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)及目的16-17
- 第二章 Cr_2O_3陶瓷涂層的制備及性能測試17-24
- 2.1 試樣的制備17-21
- 2.2 涂層性能測試21-24
- 第三章 Cr_2O_3陶瓷涂層摩擦磨損性能研究24-53
- 3.1 工藝參數(shù)對涂層摩擦磨損性能的影響24-39
- 3.2 粉末配比對涂層摩擦磨損性能的影響39-46
- 3.2.1 Cr_2O_3陶瓷涂層的制備39-41
- 3.2.2 摩擦磨損實(shí)驗結(jié)果41-44
- 3.2.3 磨損表面形貌分析44-46
- 3.3 磨損條件對涂層摩擦磨損性能的影響46-47
- 3.4 粒子扁平程度對涂層摩擦磨損性能的影響47-49
- 3.5 Cr_2O_3涂層摩擦磨損機(jī)理分析49-52
- 3.6 本章小結(jié)52-53
- 第四章 Cr_2O_3陶瓷涂層摩擦磨損有限元建模及分析53-61
- 4.1 有限元模型建立53-55
- 4.2 計算結(jié)果分析55-60
- 4.3 本章小結(jié)60-61
- 第五章 結(jié)論和展望61-63
- 5.1 結(jié)論61-62
- 5.2 展望62-63
- 參考文獻(xiàn)63-68
- 附錄68-69
- 致謝69
【共引文獻(xiàn)】
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本文編號:492117
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