激光熔覆制備Ni60M/CaF 2 /MoS 2 高溫自潤滑耐磨涂層工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-19 13:40
核電汽輪機(jī)組中的再熱雙閥組能夠保障汽輪機(jī)安全運(yùn)行,其閥桿由于長期運(yùn)行于高溫高壓(500℃、16.7MPa)的無潤滑環(huán)境,承受著蒸汽沖擊和振動(dòng)載荷作用,極易發(fā)生磨損,嚴(yán)重影響其工作性能和服役壽命。針對(duì)此問題,本文提出高溫自潤滑耐磨涂層及其激光熔覆制備的技術(shù)思路,取代傳統(tǒng)的堆焊耐磨涂層工藝,在閥桿表面制備了高溫自潤滑耐磨涂層,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行涂層表面織構(gòu)化的工藝探索,以期改善摩擦副匹配特性和摩擦狀態(tài),顯著增強(qiáng)閥桿面高溫耐磨性能。主要研究內(nèi)容如下:首先,開展高溫自潤滑耐磨涂層的設(shè)計(jì)及特性研究;趯拵Ч馐c同軸粉末流耦合規(guī)律,采用激光熔覆技術(shù)制備了不同粉末成分的涂層,并對(duì)宏觀形貌、物相組成、顯微組織和硬度分布進(jìn)行了分析。研究表明:粉末成分對(duì)涂層熔寬影響不大,熔高影響顯著,變化范圍為0.1-1.16mm。純Ni60涂層的顯微組織由底部至頂部呈平面晶、胞狀晶、柱狀晶和等軸樹枝晶分布,在冷卻凝固過程中生成了 Cr23C6、Fe2Si 硬質(zhì)相和 γ-(Ni,Fe)韌性相,Ni60M+5%CaF2+5%MoS2自潤滑耐磨涂層組織較均勻致密,且檢測到FeMo2S4、CaMoO4、CaF2等潤滑相,對(duì)涂層...
【文章來源】:溫州大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2汽輪機(jī)組工作原理圖??Fig.?1-2?Principle?of?steam?turbine??
百萬千瓦核電閥門的性能指標(biāo)如表1-1。再熱雙閥組閥桿的實(shí)物圖如圖l-4(a),??其與滑動(dòng)軸承構(gòu)成的摩擦副長期服役于高蕰(500°C)無潤滑的環(huán)境下,由于承??受蒸汽沖擊力和振動(dòng)載荷,閥桿摩擦表面極易發(fā)生沖蝕和粘著磨損,如圖1-4??(b)所示。當(dāng)超過閥桿的耐磨極限時(shí),磨損會(huì)迅速加劇,致使閥桿摩擦面失效、??動(dòng)載荷加大nul2],閥門出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象,給機(jī)組造成了極大的安全隱患。??表1-1再熱雙閥組的性能指標(biāo)??Table?1-1?Technical?performance?of?reheat?double-valve?group??Nominal?Nominal?Design?Drive?Connection?Structure?design??diameter?pressure?temperature?mode?method?form?life??Reheat?Spring??d〇Uble?DN1300?25MPa?500?°C?〇ff_?Welding?Butterfly?60??-valve?hydraulic?regulating?years??group?on??(a)?real?figure?(?b?)?wear?surface?of?valve?rod??圖1-4再熱雙閥組??Fig.?1-4?The?schematic?of?reheat?double-valve?group?(a)?real?
覆材料和基體表層,快速凝固后在基體表面形成冶金結(jié)合的熔覆層[29_3()]。按照??熔覆材料的添加方式,激光熔覆技術(shù)可分為預(yù)置法和同步法。預(yù)置法是將熔覆??材料預(yù)先置于基體表面,然后通過激光束掃描使其熔化、凝固[31](圖1-5?(a));??同步法是將熔覆材料通過輸送器送入激光束中同步完成。根據(jù)粉末的輸送方式,??分為旁軸送粉式和同軸送粉式,因同軸送粉式可增加熔覆頭的自由度而被廣泛??應(yīng)用[32](圖1-5?(b))。采用激光熔覆技術(shù)對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行表面改性,可減少??金屬資源的使用、降低生產(chǎn)成本和周期,因此近十幾年來受到廣泛關(guān)注和研究。??5??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光熔覆功率對(duì)原位合成TiB/TiN涂層組織和摩擦性能的影響[J]. 李敏,蔡杰,鄧彪,袁斌霞,吳懋亮. 上海電力學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]亞臨界300MW機(jī)組高壓主汽閥閥桿斷裂原因分析[J]. 彭以超,樓玉民,李望,王賢明. 理化檢驗(yàn)(物理分冊). 2016(10)
[3]中國核能科技“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的思考[J]. 蘇罡. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(15)
[4]激光熔覆WC/Ni基復(fù)合涂層高溫滑動(dòng)干摩擦磨損性能[J]. 楊膠溪,張健全,常萬慶,王艷芳,陳虹,王喜兵. 材料工程. 2016(06)
[5]常用制備耐磨涂層的熱噴涂技術(shù)[J]. 梅雨菲,周寧,劉正欽,戴劍雯,張炎. 教育現(xiàn)代化. 2016(12)
[6]核電站的發(fā)展歷程及應(yīng)用前景[J]. 薛廣彬,陳雪芹. 科技展望. 2016(13)
[7]溶膠-凝膠法的原理與應(yīng)用分析[J]. 朱妍潔. 河南科技. 2015(21)
[8]熱噴涂陶瓷涂層的耐磨應(yīng)用及涂層結(jié)構(gòu)調(diào)控方法[J]. 陳林,楊冠軍,李成新,王豫躍,雒曉濤,張山林,李長久. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2016(01)
[9]能源革命:從化石能源到新能源[J]. 鄒才能,趙群,張國生,熊波. 天然氣工業(yè). 2016(01)
[10]國際能源消費(fèi)特征比較分析及中國發(fā)展建議[J]. 楊占紅,呂連宏,曹寶,王曉,羅宏. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2016(01)
博士論文
[1]送粉激光熔覆應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究[D]. 張慶茂.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2000
碩士論文
[1]TiAl合金激光熔覆耐磨自潤滑復(fù)合材料涂層組織與性能研究[D]. 穆俊世.北京交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3041197
【文章來源】:溫州大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2汽輪機(jī)組工作原理圖??Fig.?1-2?Principle?of?steam?turbine??
百萬千瓦核電閥門的性能指標(biāo)如表1-1。再熱雙閥組閥桿的實(shí)物圖如圖l-4(a),??其與滑動(dòng)軸承構(gòu)成的摩擦副長期服役于高蕰(500°C)無潤滑的環(huán)境下,由于承??受蒸汽沖擊力和振動(dòng)載荷,閥桿摩擦表面極易發(fā)生沖蝕和粘著磨損,如圖1-4??(b)所示。當(dāng)超過閥桿的耐磨極限時(shí),磨損會(huì)迅速加劇,致使閥桿摩擦面失效、??動(dòng)載荷加大nul2],閥門出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象,給機(jī)組造成了極大的安全隱患。??表1-1再熱雙閥組的性能指標(biāo)??Table?1-1?Technical?performance?of?reheat?double-valve?group??Nominal?Nominal?Design?Drive?Connection?Structure?design??diameter?pressure?temperature?mode?method?form?life??Reheat?Spring??d〇Uble?DN1300?25MPa?500?°C?〇ff_?Welding?Butterfly?60??-valve?hydraulic?regulating?years??group?on??(a)?real?figure?(?b?)?wear?surface?of?valve?rod??圖1-4再熱雙閥組??Fig.?1-4?The?schematic?of?reheat?double-valve?group?(a)?real?
覆材料和基體表層,快速凝固后在基體表面形成冶金結(jié)合的熔覆層[29_3()]。按照??熔覆材料的添加方式,激光熔覆技術(shù)可分為預(yù)置法和同步法。預(yù)置法是將熔覆??材料預(yù)先置于基體表面,然后通過激光束掃描使其熔化、凝固[31](圖1-5?(a));??同步法是將熔覆材料通過輸送器送入激光束中同步完成。根據(jù)粉末的輸送方式,??分為旁軸送粉式和同軸送粉式,因同軸送粉式可增加熔覆頭的自由度而被廣泛??應(yīng)用[32](圖1-5?(b))。采用激光熔覆技術(shù)對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行表面改性,可減少??金屬資源的使用、降低生產(chǎn)成本和周期,因此近十幾年來受到廣泛關(guān)注和研究。??5??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[6]核電站的發(fā)展歷程及應(yīng)用前景[J]. 薛廣彬,陳雪芹. 科技展望. 2016(13)
[7]溶膠-凝膠法的原理與應(yīng)用分析[J]. 朱妍潔. 河南科技. 2015(21)
[8]熱噴涂陶瓷涂層的耐磨應(yīng)用及涂層結(jié)構(gòu)調(diào)控方法[J]. 陳林,楊冠軍,李成新,王豫躍,雒曉濤,張山林,李長久. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2016(01)
[9]能源革命:從化石能源到新能源[J]. 鄒才能,趙群,張國生,熊波. 天然氣工業(yè). 2016(01)
[10]國際能源消費(fèi)特征比較分析及中國發(fā)展建議[J]. 楊占紅,呂連宏,曹寶,王曉,羅宏. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2016(01)
博士論文
[1]送粉激光熔覆應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究[D]. 張慶茂.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2000
碩士論文
[1]TiAl合金激光熔覆耐磨自潤滑復(fù)合材料涂層組織與性能研究[D]. 穆俊世.北京交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3041197
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