本文關(guān)鍵詞：TC4表面c-BN耐磨層的真空釬焊及性能研究

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【摘要】：TC4合金因綜合性能優(yōu)良,在航空航天及民用工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但是耐磨損性能較差,極大的限制了TC4合金在高磨損條件下的使用,目前主要利用在TC4表面制備耐磨性好的碳化物、氮化物和硼化物層來解決。立方氮化硼(cubic Boron Nitride,簡(jiǎn)稱c-BN)是一種硬度高、熱穩(wěn)定性好的陶瓷材料,使用釬焊法制備的c-BN制品,結(jié)合強(qiáng)度高,使用壽命長(zhǎng),得到了工業(yè)界的一致好評(píng)。本文探索使用AgCuInTi、TiZrCuNi兩種活性釬料在TC4表面利用真空釬焊法制備c-BN耐磨層。研究了釬料的性能、釬焊溫度、真空度、保溫時(shí)間等因素對(duì)釬料與c-BN顆粒之間焊接性的影響規(guī)律,對(duì)釬料與c-BN顆粒界面的微觀結(jié)構(gòu)及形成機(jī)制,釬料與TC4基體界面的元素?cái)U(kuò)散與分布進(jìn)行了分析,并對(duì)制備的c-BN耐磨層的結(jié)合強(qiáng)度和耐磨性能進(jìn)行了測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:AgCuInTi釬料在真空度高于10-2Pa,釬焊溫度750℃、保溫5min,TiZrCuNi釬料在真空度高于10-2Pa,釬焊溫度950℃、保溫3min的工藝條件下制備的c-BN耐磨層表面平整美觀,結(jié)合緊密;釬料中的Ti元素在釬焊過程中向c-BN顆粒表面富集并與c-BN顆粒表面B、N元素發(fā)生反應(yīng),生成了TiB2、TiN,實(shí)現(xiàn)了釬料與c-BN顆粒的化學(xué)冶金結(jié)合;AgCuIn Ti釬料與TC4基體界面處,Ag、Cu、Ti元素含量呈現(xiàn)梯度分布。TiZrCuNi釬料與TC4基體界面處,Ti、Zr、Cu元素含量呈現(xiàn)梯度分布,并向TC4基體中發(fā)生了少量的擴(kuò)散,TC4基體中的Ti元素向釬料一側(cè)擴(kuò)散并少量溶解;不同c-BN體積分?jǐn)?shù)的c-BN耐磨層試樣的結(jié)合強(qiáng)度隨著c-BN顆粒體積含量的增加而降低,磨損量隨著c-BN顆粒體積含量的增加,先減少后增加,在c-BN體積分?jǐn)?shù)為50%左右時(shí),磨損量最小,耐磨性能佳。
【關(guān)鍵詞】：c-BN耐磨層 真空釬焊 TC4合金 AgCuInTi釬料 TiZrCuNi釬料
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG454
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 TC4表面涂層的研究進(jìn)展10-15
• 1.2.1 激光熔覆法11-12
• 1.2.2 離子注入法12-13
• 1.2.3 溶膠-凝膠法13
• 1.2.4 表面熱氧化法13-14
• 1.2.5 微弧氧化法14
• 1.2.6 釬焊法14-15
• 1.3 c-BN制品的研究進(jìn)展15-20
• 1.3.1 電鍍技術(shù)17
• 1.3.2 燒結(jié)技術(shù)17-18
• 1.3.3 氣相沉積技術(shù)18-19
• 1.3.4 釬焊技術(shù)19-20
• 1.4 真空釬焊的原理及特點(diǎn)20-21
• 1.4.1 真空釬焊的原理20-21
• 1.4.2 真空釬焊的特點(diǎn)21
• 1.5 論文的研究?jī)?nèi)容及意義21-22
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容21
• 1.5.2 研究意義21-22
• 1.6 本章小結(jié)22-24
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案26-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)方法思路26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備27-28
• 2.4 活性釬料及釬焊試樣制備28-30
• 2.4.1 活性釬料制備28-29
• 2.4.2 釬焊試樣制備29-30
• 2.5 分析檢測(cè)方法及設(shè)備30-32
• 2.5.1 潤(rùn)濕性分析30
• 2.5.2 金相及硬度分析30-31
• 2.5.3 差熱及物相分析31
• 2.5.4 掃描及能譜分析31-32
• 2.5.5 拉伸試驗(yàn)分析32
• 2.5.6 摩擦磨損性能分析32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 3 AgCuInTi釬料真空釬焊c-BN耐磨層34-50
• 3.1 AgCuInTi釬料真空釬焊c-BN的焊接性34-39
• 3.1.1 AgCuInTi釬料的性能34-36
• 3.1.2 真空度36-37
• 3.1.3 釬焊溫度37-38
• 3.1.4 保溫時(shí)間38-39
• 3.2 AgCuInTi釬料真空釬焊c-BN的微觀結(jié)構(gòu)及界面形成機(jī)制39-42
• 3.2.1 AgCuInTi釬料真空釬焊c-BN的微觀結(jié)構(gòu)39-42
• 3.2.2 AgCuInTi釬料真空釬焊c-BN的界面形成機(jī)制42
• 3.3 AgCuInTi釬料與TC4界面的元素?cái)U(kuò)散與分布42-44
• 3.4 AgCuInTi釬料真空釬焊c-BN耐磨層的性能44-47
• 3.4.1 AgCuInTi真空釬焊c-BN耐磨層的結(jié)合強(qiáng)度44-46
• 3.4.2 AgCuInTi真空釬焊c-BN耐磨層的耐磨性46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-50
• 4 TiZrCuNi釬料真空釬焊c-BN耐磨層50-62
• 4.1 TiZrCuNi釬料真空釬焊c-BN的焊接性50-54
• 4.1.1 釬料性能50-52
• 4.1.2 釬焊工藝52-54
• 4.2 TiZrCuNi釬料真空釬焊c-BN的微觀結(jié)構(gòu)及界面形成機(jī)制54-57
• 4.2.1 TiZrCuNi釬料真空釬焊c-BN的微觀結(jié)構(gòu)54-56
• 4.2.2 TiZrCuNi釬料真空釬焊c-BN的界面形成機(jī)制56-57
• 4.3 TiZrCuNi釬料與TC4界面的元素?cái)U(kuò)散與分布57-58
• 4.4 TiZrCuNi釬料真空釬焊c-BN耐磨層的性能58-60
• 4.4.1 TiZrCuNi真空釬焊c-BN耐磨層的結(jié)合強(qiáng)度58-59
• 4.4.2 TiZrCuNi真空釬焊c-BN耐磨層的耐磨性59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 5 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 碩士研究生階段發(fā)表論文70-72
• 致謝72

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本文編號(hào)：639722