镍基碳化钨复合涂层的组织和性能研究

发布时间：2017-03-21 19:01

  本文关键词：镍基碳化钨复合涂层的组织和性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磨损是材料消耗、失效的主要形式之一,起始于材料的表面。因此,材料表面性能的提高,对于抵抗磨损、延长使用寿命有着重要的意义。通过在材料表面涂覆耐磨涂层,可以有效地提高材料的耐磨性。WC增强Ni基合金具有优异的耐磨性能,被广泛地应用于抗磨损的场合。本文利用氧-乙炔火焰喷涂在40Cr基体上制备了Ni60+35%WC金属-陶瓷复合涂层,并对涂层进行了氧-乙炔火焰重熔和高频感应重熔,同时为了提高基体的强度并进一步挖掘涂层的潜能,对重熔后的涂层进行了850℃淬火+不同温度回火(200℃、400℃和600℃)的热处理,分别利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和滑动摩擦磨损试验机对涂层的组织形貌进行了观察,分析了涂层的物相组成,测定了涂层的显微硬度和耐磨性,并对不同工艺处理下涂层的组织、性能进行了对比。试验结果显示:氧-乙炔火焰喷涂形成的涂层呈层状结构,致密性差,存在气孔、夹杂等缺陷,与基体之间存在分界面,结合方式为机械结合,应用场合受到限制。涂层分别经过火焰重熔和感应重熔后,组织变得致密,气孔、夹杂等缺陷减少,涂层与基体之间产生过渡带,两者的结合形式变为冶金结合,重熔后处理使得涂层的自身质量及与基体的结合强度显著提高。经过两种不同方式的重熔后处理后,涂层中的物相种类无明显区别,重熔使得涂层内部产生了Cr23C6、Cr7C3、Cr2B等大量的硬质相,加之WC颗粒的弥散强化作用,使得涂层的硬度达到很高的水平,火焰重熔的涂层平均硬度为783HV,感应重熔涂层的平均硬度为806HV,远高于基体40Cr,同时重熔后涂层的耐磨性也显著优于基体40Cr。两种重熔方式进行对比,感应重熔后涂层的硬度高于火焰重熔后的涂层硬度,感应重熔后涂层的耐磨性也优于火焰重熔的涂层。感应重熔后的涂层经过850℃淬火和200℃、400℃、600℃回火后,涂层在界面附近的过渡带变宽且平滑,涂层中WC颗粒发生了不同程度的分解并在块状周围产生了外延生长的须状组织。经过热处理,涂层硬度得到了提高,其中850℃淬火并400℃回火的涂层硬度最高,达到866HV,涂层的耐磨性也优于感应重熔后的涂层。
【关键词】：火焰喷涂 重熔 镍基涂层 耐磨性 显微硬度
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 热喷涂技术概述12-16
• 1.2.1 热喷涂涂层微观结构及结合机理13-14
• 1.2.2 热喷涂技术的特点14-15
• 1.2.3 火焰粉末喷涂15-16
• 1.3 重熔16-18
• 1.3.1 氧-乙炔火焰重熔16-17
• 1.3.2 感应重熔17-18
• 1.4 镍基自熔性合金粉末18-21
• 1.4.1 镍基自熔性合金粉末18-19
• 1.4.2 镍基碳化钨复合粉末19-20
• 1.4.3 镍基碳化钨复合涂层的研究进展20-21
• 1.5 本文的研究思路及内容21-23
• 第二章 试验23-32
• 2.1 试验材料23-26
• 2.1.1 基体材料23-24
• 2.1.2 喷涂材料24-26
• 2.2 试样制备26-30
• 2.2.1 基体表面预处理26-27
• 2.2.2 喷涂27-28
• 2.2.3 重熔28-30
• 2.2.4 带涂层试样的热处理30
• 2.3 涂层组织性能检测30-32
• 2.3.1 涂层的显微硬度测试30-31
• 2.3.2 涂层的显微组织与成分测试31
• 2.3.3 涂层的滑动摩擦磨损性能测试31-32
• 第三章 镍基碳化钨复合涂层的重熔研究32-43
• 3.1 重熔后涂层的组织形貌32-37
• 3.1.1 热喷涂镍基碳化钨涂层的组织形貌32-33
• 3.1.2 重熔后镍基碳化钨涂层的组织形貌33-37
• 3.2 重熔后涂层的相结构37-38
• 3.3 重熔后涂层的硬度38-39
• 3.4 重熔后涂层的摩擦磨损性能39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 热处理对重熔涂层的影响研究43-51
• 4.1 热处理的目的43
• 4.2 热处理对重熔涂层组织形貌的影响43-46
• 4.3 热处理对重熔涂层硬度的影响46-47
• 4.4 热处理对重熔涂层耐磨性的影响47-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 结论51-52
• 参考文献52-57
• 攻读学位期间发表的论文57-58
• 致谢58

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1 张生欣;镍基碳化钨复合涂层的组织和性能研究[D];东华大学;2016年

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