液压油缸活塞杆表面等离子喷涂钼/氧化铝—氧化钛涂层的研究
发布时间：2021-01-07 21:31
本课题针对液压油缸活塞杆常用的40Cr钢,采用等离子喷涂技术在40Cr钢表面制备了Al2O3-TiO2单独涂层及Mo/Al2O3-TiO2复合涂层。首先,以结合强度为指标,采用正交实验法,对影响等离子喷涂涂层质量的四个主要工艺参数（喷涂功率、喷涂距离、主气流量、送粉率）进行优化,并对复合涂层结合强度做了统计分析。同时,利用SEM、EDS、XRD等试验手段,观察分析了基体和涂层的组织结构以及元素分布。然后,对优化工艺下的复合涂层进行一系列的性能试验,主要包括:热震试验、硬度和摩擦磨损试验、腐蚀试验等。实验结果表明:对于Al2O3-TiO2单独涂层在本课题设定的参数范围内,送粉率和喷涂距离对其结合强度影响程度较大,而主气流量和喷涂功率则影响较小。工艺优化后,结合强度达到39.58MPa,涂层和基体界面处是整个涂层的薄弱部位;对于Mo/A12O3-Ti O2复合涂层,在本课题设定的参数范围内,喷涂...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 液压油缸的应用
1.1.2 液压油缸
1.1.3 液压油缸活塞杆的性能要求
1.2 液压油缸活塞杆表面改性的必要性
1.3 金属材料表面改性方式
1.3.1 电镀
1.3.2 热喷涂
1.4 热喷涂简介
1.4.1 超音速火焰喷涂
1.4.2 等离子喷涂
1.5 液压油缸活塞杆表面改性发展状况
1.5.1 液压油缸活塞杆表面电镀
1.5.2 液压油缸活塞杆表面热喷涂
1.6 课题研究意义和内容
1.6.1 课题研究意义
1.6.2 课题研究内容
第2章 试验材料及方法
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 喷涂粉末
2.2 试验设备与方案
2.2.1 3710型等离子喷涂系统
2.2.2 正交试验方案
2.3 涂层性能试验
2.3.1 热震试验
2.3.2 涂层结合强度试验
2.3.3 涂层摩擦磨损试验及硬度测试
2.3.4 涂层结构分析试验
2.3.5 涂层腐蚀试验
第3章 涂层工艺优化
3.1 引言
3.1.1 等离子喷涂工艺
3.1.2 喷涂工艺参数的选择
3.2 AT13涂层正交试验
3.2.1 AT13涂层正交试验结果及分析
3.2.1.1 AT13涂层工艺参数分析
3.2.1.2 工艺参数对AT13涂层结合强度的影响
3.3 AT13涂层结合强度的最优工艺参数
3.4 AT13涂层拉伸断口分析
3.5 Mo涂层正交试验
3.5.1 Mo打底涂层正交试验结果及分析
3.5.1.1 Mo涂层工艺参数分析
3.5.1.2 工艺参数对Mo涂层结合强度的影响
3.6 Mo涂层结合强度的最优工艺参数
3.7 Mo涂层拉伸断口分析
3.8 Mo/AT13复合涂层的正交试验
3.8.1 Mo/AT13复合涂层正交试验结果及分析
3.8.1.1 Mo/AT13复合涂层工艺参数分析
3.8.1.2 工艺参数对Mo/AT13涂层结合强度的影响
3.9 Mo/AT13涂层结合强度的最优工艺参数
3.10 Mo/AT13涂层拉伸断口分析
3.11 结合强度的统计分析
3.11.1 结合强度统计分析结果
3.12 本章小结
第4章 涂层的抗热震性
4.1 引言
4.1.1 定义
4.1.2 热震试验内容及方法
4.2 AT13涂层抗热震试验结果
4.3 AT13涂层热震试验结果分析
4.3.1 AT13涂层热震后的表面形貌
4.4 Mo/AT13复合涂层抗热震试验结果
4.5 Mo/ AT13涂层热震试验结果分析
4.5.1 Mo/ AT13涂层热震后的表面形貌
4.6 涂层的失效分析
4.7 本章小结
第5章 涂层的微观组织结构
5.1 引言
5.2 涂层的微观组织
5.2.1 涂层SEM表面形貌
5.2.2 涂层SEM截面扫描
5.2.3 涂层的EDS扫描
5.3 涂层的XRD分析
5.3.1 Mo粉末及Mo涂层的XRD分析
5.3.2 AT13粉末及AT13涂层的XRD分析
5.4 本章小结
第6章 涂层的摩擦磨损和硬度分析
6.1 引言
6.2 各因素对摩擦系数影响分析
6.2.1 试验载荷对摩擦系数的影响
6.2.2 线性速度对摩擦系数的影响
6.3 涂层平均摩擦系数比较
6.4 基体和涂层显微硬度
6.5 涂层显微硬度分布规律分析
6.6 本章小结
第7章 涂层的耐腐蚀性分析
7.1 引言
7.2 涂层耐腐蚀性能分析
7.2.1 电化学试验
7.2.1.1 电化学试验结果
7.2.2 全浸试验
7.2.2.1 全浸试验结果
7.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超音速火焰喷涂WC-Co（Cr）涂层在NaCl溶液中抗空蚀性能研究[J]. 丁彰雄,石琎,丁翔,胡一鸣,廖星文,邓帮华. 船海工程. 2016(01)
[2]活塞压缩机密封材料耐磨性能研究现状[J]. 赵冲,张仁科,黄河,韩红孝. 压缩机技术. 2015(02)
[3]CNG压缩机活塞杆TiN耐磨涂层的性能研究[J]. 鄢强,吴涛,梁政. 压缩机技术. 2015(01)
[4]超音速火焰喷涂MCrAlY涂层氧化性能研究[J]. 李太江,李勇,李聚涛,李巍,刘刚,米紫昊,王乐,吕品正. 中国电机工程学报. 2014(S1)
[5]基于激光冲击的镁合金在NaCl溶液中电化学腐蚀的研究[J]. 张青来,钱阳,安志斌,李兴成,张永康,王思顺. 中国激光. 2014(09)
[6]浅谈油缸活塞杆的质量控制[J]. 孙俊玲. 机械工程与自动化. 2014(02)
[7]热喷涂技术提高活塞杆耐磨和耐腐蚀的方法[J]. 王博,陈秋旭,刘鸿喜,安尾典之,大城户修三1. 液压气动与密封. 2013(10)
[8]冷硬铸铁活塞杆电镀硬铬工艺生产研究[J]. 陈贵清,陈小刚. 热加工工艺. 2013(12)
[9]用激光表面淬火提高压缩机活塞杆耐磨性能[J]. 安代明. 设备管理与维修. 2012(08)
[10]Cr3C2-NiCr涂层等离子喷涂工艺参数的优化[J]. 范吉明,鲁玉祥,李春玲,李振. 热加工工艺. 2009(20)
博士论文
[1]等离子喷涂TiB2-M金属陶瓷复合涂层的组织结构和性能研究[D]. 祝弘滨.北京工业大学 2014
硕士论文
[1]钢材表面HVOF热喷涂WC-Co涂层的制备及其性能研究[D]. 陈小虎.南京航空航天大学 2014
[2]钨铝合金在NaCI溶液中的电化学腐蚀行为研究[D]. 田继强.中国海洋大学 2013
[3]往复式压缩机活塞杆断裂失效分析及疲劳寿命估算[D]. 孔浩源.山东大学 2012
[4]镁合金等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-TiO2陶瓷复合涂层的工艺优化及组织和性能[D]. 陈燕.江苏科技大学 2012
[5]超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨削试验研究[D]. 易军.湖南大学 2012
[6]磨擦辅助无裂纹电镀硬铬的工艺研究[D]. 郑志敏.南京航空航天大学 2011
[7]活塞杆局部表面耐磨耐蚀处理技术的试验研究[D]. 肖卫东.江南大学 2008
[8]等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层参数优化及残余应力研究[D]. 段忠清.河海大学 2007
[9]等离子喷涂氧化铝基复合陶瓷涂层的工艺、组织与性能[D]. 陈丽梅.福州大学 2006
本文编号：2963275
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 液压油缸的应用
1.1.2 液压油缸
1.1.3 液压油缸活塞杆的性能要求
1.2 液压油缸活塞杆表面改性的必要性
1.3 金属材料表面改性方式
1.3.1 电镀
1.3.2 热喷涂
1.4 热喷涂简介
1.4.1 超音速火焰喷涂
1.4.2 等离子喷涂
1.5 液压油缸活塞杆表面改性发展状况
1.5.1 液压油缸活塞杆表面电镀
1.5.2 液压油缸活塞杆表面热喷涂
1.6 课题研究意义和内容
1.6.1 课题研究意义
1.6.2 课题研究内容
第2章 试验材料及方法
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 喷涂粉末
2.2 试验设备与方案
2.2.1 3710型等离子喷涂系统
2.2.2 正交试验方案
2.3 涂层性能试验
2.3.1 热震试验
2.3.2 涂层结合强度试验
2.3.3 涂层摩擦磨损试验及硬度测试
2.3.4 涂层结构分析试验
2.3.5 涂层腐蚀试验
第3章 涂层工艺优化
3.1 引言
3.1.1 等离子喷涂工艺
3.1.2 喷涂工艺参数的选择
3.2 AT13涂层正交试验
3.2.1 AT13涂层正交试验结果及分析
3.2.1.1 AT13涂层工艺参数分析
3.2.1.2 工艺参数对AT13涂层结合强度的影响
3.3 AT13涂层结合强度的最优工艺参数
3.4 AT13涂层拉伸断口分析
3.5 Mo涂层正交试验
3.5.1 Mo打底涂层正交试验结果及分析
3.5.1.1 Mo涂层工艺参数分析
3.5.1.2 工艺参数对Mo涂层结合强度的影响
3.6 Mo涂层结合强度的最优工艺参数
3.7 Mo涂层拉伸断口分析
3.8 Mo/AT13复合涂层的正交试验
3.8.1 Mo/AT13复合涂层正交试验结果及分析
3.8.1.1 Mo/AT13复合涂层工艺参数分析
3.8.1.2 工艺参数对Mo/AT13涂层结合强度的影响
3.9 Mo/AT13涂层结合强度的最优工艺参数
3.10 Mo/AT13涂层拉伸断口分析
3.11 结合强度的统计分析
3.11.1 结合强度统计分析结果
3.12 本章小结
第4章 涂层的抗热震性
4.1 引言
4.1.1 定义
4.1.2 热震试验内容及方法
4.2 AT13涂层抗热震试验结果
4.3 AT13涂层热震试验结果分析
4.3.1 AT13涂层热震后的表面形貌
4.4 Mo/AT13复合涂层抗热震试验结果
4.5 Mo/ AT13涂层热震试验结果分析
4.5.1 Mo/ AT13涂层热震后的表面形貌
4.6 涂层的失效分析
4.7 本章小结
第5章 涂层的微观组织结构
5.1 引言
5.2 涂层的微观组织
5.2.1 涂层SEM表面形貌
5.2.2 涂层SEM截面扫描
5.2.3 涂层的EDS扫描
5.3 涂层的XRD分析
5.3.1 Mo粉末及Mo涂层的XRD分析
5.3.2 AT13粉末及AT13涂层的XRD分析
5.4 本章小结
第6章 涂层的摩擦磨损和硬度分析
6.1 引言
6.2 各因素对摩擦系数影响分析
6.2.1 试验载荷对摩擦系数的影响
6.2.2 线性速度对摩擦系数的影响
6.3 涂层平均摩擦系数比较
6.4 基体和涂层显微硬度
6.5 涂层显微硬度分布规律分析
6.6 本章小结
第7章 涂层的耐腐蚀性分析
7.1 引言
7.2 涂层耐腐蚀性能分析
7.2.1 电化学试验
7.2.1.1 电化学试验结果
7.2.2 全浸试验
7.2.2.1 全浸试验结果
7.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超音速火焰喷涂WC-Co（Cr）涂层在NaCl溶液中抗空蚀性能研究[J]. 丁彰雄,石琎,丁翔,胡一鸣,廖星文,邓帮华. 船海工程. 2016(01)
[2]活塞压缩机密封材料耐磨性能研究现状[J]. 赵冲,张仁科,黄河,韩红孝. 压缩机技术. 2015(02)
[3]CNG压缩机活塞杆TiN耐磨涂层的性能研究[J]. 鄢强,吴涛,梁政. 压缩机技术. 2015(01)
[4]超音速火焰喷涂MCrAlY涂层氧化性能研究[J]. 李太江,李勇,李聚涛,李巍,刘刚,米紫昊,王乐,吕品正. 中国电机工程学报. 2014(S1)
[5]基于激光冲击的镁合金在NaCl溶液中电化学腐蚀的研究[J]. 张青来,钱阳,安志斌,李兴成,张永康,王思顺. 中国激光. 2014(09)
[6]浅谈油缸活塞杆的质量控制[J]. 孙俊玲. 机械工程与自动化. 2014(02)
[7]热喷涂技术提高活塞杆耐磨和耐腐蚀的方法[J]. 王博,陈秋旭,刘鸿喜,安尾典之,大城户修三1. 液压气动与密封. 2013(10)
[8]冷硬铸铁活塞杆电镀硬铬工艺生产研究[J]. 陈贵清,陈小刚. 热加工工艺. 2013(12)
[9]用激光表面淬火提高压缩机活塞杆耐磨性能[J]. 安代明. 设备管理与维修. 2012(08)
[10]Cr3C2-NiCr涂层等离子喷涂工艺参数的优化[J]. 范吉明,鲁玉祥,李春玲,李振. 热加工工艺. 2009(20)
博士论文
[1]等离子喷涂TiB2-M金属陶瓷复合涂层的组织结构和性能研究[D]. 祝弘滨.北京工业大学 2014
硕士论文
[1]钢材表面HVOF热喷涂WC-Co涂层的制备及其性能研究[D]. 陈小虎.南京航空航天大学 2014
[2]钨铝合金在NaCI溶液中的电化学腐蚀行为研究[D]. 田继强.中国海洋大学 2013
[3]往复式压缩机活塞杆断裂失效分析及疲劳寿命估算[D]. 孔浩源.山东大学 2012
[4]镁合金等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-TiO2陶瓷复合涂层的工艺优化及组织和性能[D]. 陈燕.江苏科技大学 2012
[5]超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨削试验研究[D]. 易军.湖南大学 2012
[6]磨擦辅助无裂纹电镀硬铬的工艺研究[D]. 郑志敏.南京航空航天大学 2011
[7]活塞杆局部表面耐磨耐蚀处理技术的试验研究[D]. 肖卫东.江南大学 2008
[8]等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层参数优化及残余应力研究[D]. 段忠清.河海大学 2007
[9]等离子喷涂氧化铝基复合陶瓷涂层的工艺、组织与性能[D]. 陈丽梅.福州大学 2006
本文编号：2963275
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2963275.html
