本文關(guān)鍵詞：5CrNiMo鋼激光熔覆層組織與性能的研究

  更多相關(guān)文章： 激光熔覆 抗高溫氧化性 室溫及高溫耐磨性 稀土 旋轉(zhuǎn)磁場

【摘要】：熱作模具在服役過程中,不僅要承受高溫而且要受到摩擦力的作用,模具表面易因氧化、磨損等失效。不僅嚴重影響所生產(chǎn)物品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,而且會給企業(yè)增加制造成本。因此通過表面改性技術(shù)在模具表面制備一層耐磨、抗高溫的涂層,從而延長其使用壽命,將具有重要的經(jīng)濟效益。激光熔覆陶瓷顆粒增強鐵基熔覆層具有非常優(yōu)異的性能,在模具修復(fù)領(lǐng)域頗受關(guān)注。本文在激光熔覆陶瓷顆粒增強鐵基熔覆層的基礎(chǔ)上,從添加稀土氧化物和引入外場兩個方向進一步優(yōu)化。利用X射線衍射儀、掃描電鏡以及能譜儀對各熔覆層的物相組成、顯微組織及微觀形貌進行分析表征;通過顯微硬度計、環(huán)-塊磨損試驗機、箱式電阻爐和高溫磨損試驗機等測試手段,研究了各熔覆層在室溫及高溫下的力學(xué)性能。利用鈦鐵、B4C、鉬鐵及鉻鐵等合金粉末在5CrNiMo鋼表面制得成形良好的激光熔覆層,熔覆層與基體結(jié)合緊密,硬質(zhì)顆粒相分布較均勻。合金粉末中添加稀土 Y2O3后,熔覆層組織得到細化,硬質(zhì)顆粒相變得更為細小均勻。當(dāng)稀土含量為2wt.%時,熔覆層中無裂紋、氣孔、夾雜等缺陷。研究了稀土 Y2O3含量對熔覆層力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著稀土 Y2O3的加入,熔覆層的硬度逐漸升高,耐磨性先增強后減弱。當(dāng)稀土 Y2O3含量為2wt.%時,硬度和耐磨性達到最佳,磨損機制為輕的表面劃擦。經(jīng)600℃高溫氧化和高溫磨損試驗,添加稀土 Y2O3制備的熔覆層的累計氧化增重及高溫摩擦系數(shù)明顯減小,高溫磨損體積約是未添加稀土 Y2O3的0.36。在旋轉(zhuǎn)磁場輔助下,激光熔覆鐵基熔覆層的微觀組織和力學(xué)性能都發(fā)生了很大變化。熔覆層中硬質(zhì)顆粒相的形態(tài)隨著磁場強度的增強趨于細化和均勻化,熔覆層內(nèi)部質(zhì)量得到明顯改善。通過對施加磁場前后的Fe基熔覆層進行室溫及高溫下的力學(xué)性能測試,發(fā)現(xiàn)施加磁場后,熔覆層的硬度、室溫及高溫耐磨性以及抗高溫氧化性都得到大幅提高。當(dāng)磁場強度為40mT時,熔覆層的平均硬度為1353HVo.2,室溫耐磨性約是無磁場的2倍。經(jīng)600℃高溫氧化54h后,熔覆層的累計氧化增重明顯小于未施加磁場的熔覆層。利用SEM電鏡觀察熔覆層氧化后的形貌,可以看出,施加磁場后的熔覆層的表面氧化層非常平整、致密。經(jīng)600℃高溫磨損20min后,熔覆層的磨損表面較為平整,摩擦系數(shù)一直在0.3附近波動,并且相當(dāng)?shù)姆�(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 丁陽喜;陳元凱;廖芳蓉;唐玉杰;殷曉耀;;鉬及La_2O_3對激光原位合成TiC-VC顆粒增強鎳基復(fù)合涂層組織和性能的影響[J];有色金屬工程;2016年01期

2 喻文新;閆忠琳;劉承鑫;葉宏;毛雙;裴清泉;;熱作模具鋼激光表面改性研究現(xiàn)狀[J];熱加工工藝;2015年24期

3 童文輝;楚莎莎;何波;陳江;;激光成型鈷基合金的組織及其耐磨性能研究[J];鑄造設(shè)備與工藝;2015年05期

4 宋新華;鄒宇峰;邢家坤;李維逸;;35CrMo激光熔覆鐵基合金與鎳基合金涂層性能比較[J];激光技術(shù);2015年01期

5 鄭瀅瀅;;模具的失效形式與修復(fù)[J];裝備制造技術(shù);2014年01期

6 吳曉春;左鵬鵬;;國內(nèi)外熱作模具鋼發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];模具工業(yè);2013年10期

7 李柏青;;基于激光熔覆的5CrNiMo模具修復(fù)研究[J];熱加工工藝;2013年14期

8 劉海青;劉秀波;孟祥軍;鄭晨;孫承峰;王明娣;齊龍浩;;金屬基體激光熔覆陶瓷基復(fù)合涂層的裂紋成因及控制方法[J];材料導(dǎo)報;2013年11期

9 張堅;吳文妮;趙龍志;;激光熔覆研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];熱加工工藝;2013年06期

10 李養(yǎng)良;潘東;王洪濤;甘春飛;郭鑫;盛永奇;李文欣;;稀土對Fe基合金激光熔覆層組織性能的影響[J];材料熱處理學(xué)報;2013年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 Pham Thi Hong Nga（范氏紅娥）;H13鋼表面激光熔覆TiC/Co基涂層及其高溫磨損性能研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

2 杜寶帥;激光熔覆原位合成陶瓷相增強Fe基熔覆層研究[D];山東大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 羅世興;5CrNiMo鋼激光熔覆陶瓷顆粒增強Fe基復(fù)合層的研究[D];山東大學(xué);2016年

2 郭敏海;超聲輔助激光熔覆YSZ陶瓷涂層實驗研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 蔡川雄;交變磁場下激光熔覆Fe基涂層的宏觀質(zhì)量及其耐磨性[D];昆明理工大學(xué);2013年

4 張tDs，

本文編號：1269850