發(fā)布時間：2017-07-06 02:19

  本文關(guān)鍵詞：等離子噴涂涂層的工藝、組織與性能研究

  更多相關(guān)文章： 等離子噴涂 工藝參數(shù) 孔隙率 結(jié)合強度 組織結(jié)構(gòu) 耐磨損 熱應力

【摘要】：等離子噴涂是一項重要的表面處理技術(shù)，涂層可以對材料表面進行強化和修復。同時，還可以賦予材料表面特殊的性能，因此等離子噴涂技術(shù)得到廣泛的應用。 本文研究了等離子噴涂在45鋼基體上制備Ni60A合金、WC-17％Co硬質(zhì)合金和Al_2O_3+13％TiO_2陶瓷涂層的工藝，并對噴涂涂層的孔隙率、顯微硬度、結(jié)合強度進行了測量。利用X射線衍射和掃描電鏡分析了涂層的微觀結(jié)構(gòu)和形貌，，比較了幾種涂層與Cr12MoV鋼的耐磨損性能。同時，利用Ansys軟件對涂層的熱應力進行了數(shù)值計算，并與梯度涂層進行比較，為今后涂層的設(shè)計和制備提供了理論依據(jù)。 通過試驗的分析和研究，結(jié)果表明： 噴涂層為典型的層狀結(jié)構(gòu)，與基體的結(jié)合主要為機械結(jié)合。Ni60A涂層的孔隙率最小，結(jié)合強度最高，而WC-Co的顯微硬度最高。噴涂顆粒在形成涂層時發(fā)生了較為復雜的相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，這對涂層性能有著重要的影響。 油潤滑磨損條件下，涂層的耐磨性都高于Cr12MoV，其中WC-Co涂層的耐磨性最好。Ni60A為以微切削為特征的磨粒磨損為主，并伴隨疲勞剝落。AT13涂層和WC-Co涂層主要磨損機制為輕微的磨粒磨損和粘著轉(zhuǎn)移磨損。固定磨粒磨損時，AT13和WC-Co涂層磨損性能好于Cr12MoV鋼，而Ni60A涂層比Cr12MoV鋼稍差。Cr12MoV鋼和Ni60A涂層為犁切式的磨粒磨損，AT13和WC—Co涂層是以涂層微區(qū)剝離和脫落為特征的磨粒磨損。 涂層的應力在結(jié)合面附近發(fā)生突變，WC—Co和Ni60A涂層的最大應力出現(xiàn)在涂層與基體的分界面附近，AT13涂層的最大應力出現(xiàn)在陶瓷層與底層的分界面處。AT13和WC-Co涂層中主要存在著軸向拉應力，Ni60A涂層中主要存在較小的軸向壓應力。梯度涂層在一定程度上可降低殘余熱應力對涂層的破壞。
【關(guān)鍵詞】：等離子噴涂 工藝參數(shù) 孔隙率 結(jié)合強度 組織結(jié)構(gòu) 耐磨損 熱應力
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TG174
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 綜述6-16
• 1.1 熱噴涂技術(shù)6-7
• 1.1.1 熱噴涂技術(shù)的原理6
• 1.1.2 熱噴涂技術(shù)的發(fā)展及其特點6-7
• 1.2 等離子噴涂技術(shù)7-11
• 1.2.1 等離子噴涂的原理及特點7-8
• 1.2.2 影響等離子涂層質(zhì)量的主要工藝參數(shù)8-9
• 1.2.3 等離子噴涂涂層性能檢測及研究9-11
• 1.3 等離子噴涂涂層的應用及發(fā)展11-14
• 1.3.1 等離子噴涂涂層的應用11-13
• 1.3.2 等離子噴涂的發(fā)展及其前景13-14
• 1.4 熱噴涂涂層的殘余應力14-15
• 1.5 課題的研究目標與意義15-16
• 第二章 試驗材料及方法16-22
• 2.1 噴涂設(shè)備及材料16-18
• 2.1.1 噴涂設(shè)備16-17
• 2.1.2 試驗用噴涂粉末17-18
• 2.2 涂層試樣的制備及組織觀察18
• 2.3 涂層性能的測定18-19
• 2.3.1 涂層硬度的測定18
• 2.3.2 涂層結(jié)合強度的測定18-19
• 2.3.3 涂層孔隙率的測定19
• 2.4 涂層物相、形貌分析19-20
• 2.5 磨損試驗方法20-22
• 2.5.1 滑動磨損試驗20-21
• 2.5.2 固定磨粒磨損試驗21-22
• 第三章 涂層的物理性能及工藝參數(shù)22-28
• 3.1 涂層的孔隙率22-23
• 3.2 涂層的結(jié)合強度23-24
• 3.3 涂層的顯微硬度24
• 3.4 噴涂工藝參數(shù)的確定24-27
• 3.5 本章小結(jié)27-28
• 第四章 涂層的微觀組織和結(jié)構(gòu)28-38
• 4.1 前言28
• 4.2 Al_2O_3+13％TiO_2涂層的微觀組織與結(jié)構(gòu)28-32
• 4.3 WC-Co涂層的微觀組織與結(jié)構(gòu)32-34
• 4.4 Ni60A涂層的微觀組織與結(jié)構(gòu)34-36
• 4.5 本章小結(jié)36-38
• 第五章 涂層的磨損性能研究38-47
• 5.1 前言38
• 5.2 涂層在油潤滑下的摩擦和磨損38-42
• 5.2.1 油潤滑下涂層的磨損結(jié)果分析38-40
• 5.2.2 磨損形貌的SEM觀察分析及磨損機理討論40-42
• 5.3 涂層的固定磨粒磨損試驗分析42-45
• 5.4 硬度與磨損性能的關(guān)系的探討45-46
• 5.5 本章小結(jié)46-47
• 第六章 噴涂層的熱應力分析47-60
• 6.1 前言47
• 6.2 熱應力的有限元理論和公式47-48
• 6.3 涂層熱應力產(chǎn)生及分析條件的設(shè)定48-49
• 6.4 涂層熱應力的有限元分析49-59
• 6.4.1 熱應力分析結(jié)果及討論51-59
• 6.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文64-65
• 致謝65

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳華;宮文彪;;氧化鋁陶瓷涂層在火電站干除灰系統(tǒng)中的應用研究[J];熱處理技術(shù)與裝備;2007年04期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉雪飄;結(jié)晶器鉻鋯銅板表面等離子噴涂鎳鉻—碳化鉻涂層的研究[D];江蘇科技大學;2011年

2 叢霄;等離子噴涂氧化鋁陶瓷涂層介電性能研究[D];大連海事大學;2012年

3 聶穎;基于時頻分析的超聲信號處理方法的研究[D];大連理工大學;2006年

4 蔣鑫;Al_2O_3陶瓷等離子噴涂及激光重熔涂層性能的研究[D];吉林大學;2007年

5 陳雪菊;等離子噴涂Cr_2O_3-8TiO_2涂層的摩擦磨損性能研究[D];河海大學;2007年

6 馬靜波;磨床主軸頸陶瓷涂層摩擦磨損機理研究[D];江南大學;2007年

7 尤群;HVOF與APS噴涂WC-12Co涂層組織與性能研究[D];吉林大學;2012年

8 岳佳

本文編號：524444