WC颗粒增强Ni基自熔合金梯度涂层的感应熔覆工艺研究

发布时间：2020-10-16 03:56

【摘要】：本论文采用氧-乙炔普通火焰喷涂与感应熔覆复合工艺在Φ19×55 mm的沉淀硬化型马氏体不锈钢试样表面上制备WC颗粒增强的Ni基自熔合金的梯度涂层。采用表面轮廓仪测量熔覆层的表面粗糙度;利用扫描电镜观察熔覆层横截面形貌以及界面结合状态;利用图像处理软件及数据统计软件计算熔覆层的孔隙率;使用显微硬度计测量熔覆层与基体梯度硬度分布和基体的软化深度;利用金相显微镜观察蚀显后熔覆层元素向基体的扩散情况;利用疲劳液压伺服疲劳测试机对带有梯度界面层的硬质合金涂层进行冲击实验。研究结果表明:(1)对火焰喷涂制备的Ni60A涂层进行高频感应熔覆(频率为20 kHz),随着电流的增加熔覆层孔隙率下降,输出电流为800 A时界面转化为冶金结合,孔隙率为0.45%,表面粗糙度Ra值为1.0μm,基体软化深度约70μm;对火焰喷涂制备的Ni60A+Ni60-40WC涂层进行高频感应熔覆,输出电流为840 A时各界面冶金结合状态好,Ni60-40WC熔覆层孔隙率为0.56%,熔覆界面层孔隙率0.87%,Ni60A熔覆层孔隙率0.86%,熔覆层与基体界面层孔隙率为1.12%,表面粗糙度Ra值为0.9μm,基体软化深度约70μm。(2)对火焰喷涂制备的Ni60A涂层进行超高频感应熔覆(频率为250 kHz),输出电流为400 A时孔隙率为0.45%,表面粗糙度Ra值为1.0μm,基体软化深度约30μm;对火焰喷涂制备的Ni60A+Ni60-40WC涂层进行超高频感应熔覆,输出电流为410 A时Ni60-40WC熔覆层孔隙率为0.56%,熔覆界面层孔隙率0.87%,Ni60A熔覆层孔隙率0.86%,熔覆层与基体界面层孔隙率为1.12%,表面粗糙度Ra值为0.9μm,基体软化深度约30μm。(3)带有界面层的涂层的硬度从基体到外层涂层呈梯度变化,涂层的硬度层梯度变化对外层涂层有较好的支撑作用,在相同的外力冲击环境下带有界面层的涂层受冲击后高度上变形2μm左右,而无界面层的涂层在高度上的变形6μm。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 硬质合金涂层
    1.2 自熔性合金涂层
    1.3 热喷涂技术
        1.3.1 火焰喷涂技术
        1.3.2 超音速火焰喷涂
    1.4 涂层后处理技术
        1.4.1 激光熔覆技术
        1.4.2 感应熔覆技术
        1.4.3 电火花沉积技术
    1.5 梯度涂层
    1.6 本论文研究目的与内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
2 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方法
3 高频感应熔覆界面层工艺
    3.1 高频感应熔覆单熔覆层组织结构
        3.1.1 不同熔覆电流的熔覆层宏观形貌
        3.1.2 不同熔覆电流的熔覆层微观形貌
        3.1.3 不同熔覆电流基体软化深度
    3.2 高频感应熔覆双熔覆层组织结构
        3.2.1 不同熔覆电流的熔覆层宏观形貌
        3.2.2 不同熔覆电流的熔覆层微观形貌
        3.2.3 不同熔覆电流基体软化深度
    3.3 高频感应熔覆梯度涂层抗冲击性能
    3.4 本章小结
4 超高频感应熔覆界面层工艺
    4.1 超高频感应熔覆单熔覆层组织结构
        4.1.1 不同熔覆电流的熔覆层宏观形貌
        4.1.2 不同熔覆电流的熔覆层微观形貌
        4.1.3 不同熔覆电流基体软化深度
    4.2 超高频感应熔覆双熔覆层组织结构
        4.2.1 不同熔覆电流的熔覆层宏观形貌
        4.2.2 不同熔覆电流的熔覆层微观形貌
        4.2.3 不同熔覆电流基体软化深度
    4.3 超高频感应熔覆梯度涂层抗冲击性能
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢

【参考文献】

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本文编号：2842719