模具再制造用Ni60B-WC/Co复合涂层制备及应用工艺研究
发布时间：2021-02-23 09:07
模具的失效问题越来越普遍,百分之八十的模具失效表现为模具表面局部的磨损和疲劳,严重影响正常生产使用,重新制作模具,需要花费大量的时间和金钱,再制造技术的发展为模具的修复提供了解决之道,其中以热喷涂技术在再制造工程中应用最为广泛。本文利用超音速火焰喷涂（HVOF）工艺在Cr12钢基体表面制备了不同材料配比的Ni60B-WC/Co涂层,采用L8（27）的回归正交设计实验方案,并对优化得到的最佳涂层制备工艺进行实验验证。采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）表征分析涂层的微观形貌和相成分,同时利用显微硬度仪和摩擦磨损试验机测试分析了涂层的显微硬度和磨损性能,结果表明:（1）分别建立了相对磨损量、显微硬度和孔隙率与涂层材料配比、喷涂距离之间的数学模型,在满足约束条件情况下对目标函数求极值,得到最佳的涂层制备工艺。（2）WC含量、Co含量和喷涂距离对涂层的磨损性能和显微硬度的影响是显著的,而对孔隙率的影响不显著,对磨损性能影响程度:WC含量>喷涂距离>Co含量,对显微硬度的影响程度:WC含量>Co含量>喷涂距离。在约束条件下对目标函数求极...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 模具失效形式及其再制造
1.2.1 模具失效形式
1.2.2 再制造基本流程
1.2.3 模具再制造技术
1.3 热喷涂技术
1.3.1 热喷涂原理
1.3.2 热喷涂特点
1.3.3 热喷涂分类及其应用
1.4 超音速火焰喷涂技术
1.4.1 超音速火焰喷涂的原理和特点
1.4.2 超音速火焰喷涂的应用
1.5 Ni60-WC复合材料涂层研究现状
1.5.1 Ni60合金涂层
1.5.2 Ni60-WC复合涂层
1.5.3 Ni60-WC/Co复合涂层
1.6 课题的研究意义和内容
1.6.1 课题研究意义
1.6.2 课题研究内容
第2章 试验过程
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 喷涂材料
2.2 试验方案
2.3 试验设备
2.4 涂层的制备工艺
2.4.1 基体表面的预处理
2.4.2 喷涂实施
2.4.3 喷涂后处理
2.5 涂层的组织表征与性能测试
2.5.1 金相试样的制备
2.5.2 涂层显微结构观测
2.5.3 涂层相结构分析
2.5.4 涂层显微硬度测试
2.5.5 涂层摩擦磨损测试
2.5.6 涂层孔隙率计算
2.5.7 涂层结合强度测试
2.5.8 涂层耐腐蚀性测试
2.6 本章小结
第3章 喷涂试验方案设计与优化
3.1 一次回归正交试验设计
3.1.1 一次回归正交设计
3.1.2 涂层的质量指标
3.1.3 喷涂试验方案
3.2 回归方程的建立及其显著性分析
3.2.1 回归系数的计算
3.2.2 t检验
3.2.3 影响因子与磨损量
3.2.4 影响因子与显微硬度
3.2.5 影响因子与孔隙率
3.3 试验方案优化
3.4 本章小结
第4章 涂层的组织结构分析
4.1 喷涂材料形貌分析
4.2 涂层的组织结构分析
4.2.1 涂层表面形貌
4.2.2 涂层截面形貌
4.2.3 涂层的相成分分析
4.3 涂层的孔隙率分析
4.4 本章小结
第5章 涂层的性能分析
5.1 涂层的显微硬度分析
5.2 涂层的磨损性能分析
5.2.1 摩擦和磨损
5.2.2 涂层的磨损机理
5.2.3 磨损过程摩擦系数的变化
5.3 本章小结
第6章 最优方案的实验验证
6.1 计算值与实际测量值对比
6.2 涂层结合强度测试
6.3 涂层耐腐蚀性测试
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超细粉末低温超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层及其干摩擦磨损性能[J]. 李运初,邓春明,韩滔,刘敏. 材料保护. 2016(09)
[2]Cr12模具钢表面真空烧结Ni60-TiC涂层的摩擦磨损性能[J]. 顾杰,杨学锋,王子然,马涛,蔡喜光. 人工晶体学报. 2016(06)
[3]H13钢激光熔覆TiC/Ni合金复合涂层的组织与耐磨性[J]. 赵雪阳,刘英,夏一龙,杨浩,李卫. 材料热处理学报. 2016(04)
[4]WC含量对WC/Ni60A激光熔覆层微观组织的影响[J]. 李福泉,冯鑫友,陈彦宾. 中国激光. 2016(04)
[5]热喷涂NiCrBSi基耐磨涂层的研究进展[J]. 徐海峰,肖金坤,张嘎,张超. 表面技术. 2016(02)
[6]热喷涂技术在机械零部件修复上的应用[J]. 张祖军. 内江科技. 2015(11)
[7]WC/12Co颗粒增强Ni60A复合涂层的组织及耐磨性能[J]. 牛显明,王晨曦,胡春莲,蔡龙龙,张绍斌. 兰州理工大学学报. 2015(05)
[8]塑料模具失效与对策研究[J]. 屈超,何风,周林军. 四川职业技术学院学报. 2015(04)
[9]热喷涂技术在钢铁冷轧线中的应用[J]. 张广伟,刘洪,徐健,郑群. 重工与起重技术. 2015(02)
[10]激光熔覆Ni60+35WC-Ni涂层的微观组织和摩擦磨损特性[J]. 臧春城,王延忠,张以都,李金华,曾红,张德强. 稀有金属. 2015(05)
硕士论文
[1]中碳合金耐磨钢再制造表面涂覆件组织与力学性能研究[D]. 陈静.安徽工程大学 2015
[2]热喷涂技术应用与发展调研分析[D]. 李君.吉林大学 2015
[3]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
[4]Ni60合金激光熔覆层组织和力学性能研究[D]. 姚远.燕山大学 2012
[5]陶瓷颗粒增强Ni60A激光熔覆层的组织与性能的研究[D]. 王予彬.山东大学 2012
[6]WC/Co基热喷涂粉末与涂层制备及其性能的研究[D]. 向锦涛.湖南大学 2012
[7]塑料模具失效机理及熔覆再制造技术研究[D]. 袁柳杰.广西工学院 2012
[8]HVOF在热作模具钢H13表面处理及修复中的基础研究[D]. 张冰.武汉理工大学 2010
[9]超音速火焰喷涂修复冷冲压模具的应用基础研究[D]. 李伟.华中科技大学 2009
本文编号：3047341
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 模具失效形式及其再制造
1.2.1 模具失效形式
1.2.2 再制造基本流程
1.2.3 模具再制造技术
1.3 热喷涂技术
1.3.1 热喷涂原理
1.3.2 热喷涂特点
1.3.3 热喷涂分类及其应用
1.4 超音速火焰喷涂技术
1.4.1 超音速火焰喷涂的原理和特点
1.4.2 超音速火焰喷涂的应用
1.5 Ni60-WC复合材料涂层研究现状
1.5.1 Ni60合金涂层
1.5.2 Ni60-WC复合涂层
1.5.3 Ni60-WC/Co复合涂层
1.6 课题的研究意义和内容
1.6.1 课题研究意义
1.6.2 课题研究内容
第2章 试验过程
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 喷涂材料
2.2 试验方案
2.3 试验设备
2.4 涂层的制备工艺
2.4.1 基体表面的预处理
2.4.2 喷涂实施
2.4.3 喷涂后处理
2.5 涂层的组织表征与性能测试
2.5.1 金相试样的制备
2.5.2 涂层显微结构观测
2.5.3 涂层相结构分析
2.5.4 涂层显微硬度测试
2.5.5 涂层摩擦磨损测试
2.5.6 涂层孔隙率计算
2.5.7 涂层结合强度测试
2.5.8 涂层耐腐蚀性测试
2.6 本章小结
第3章 喷涂试验方案设计与优化
3.1 一次回归正交试验设计
3.1.1 一次回归正交设计
3.1.2 涂层的质量指标
3.1.3 喷涂试验方案
3.2 回归方程的建立及其显著性分析
3.2.1 回归系数的计算
3.2.2 t检验
3.2.3 影响因子与磨损量
3.2.4 影响因子与显微硬度
3.2.5 影响因子与孔隙率
3.3 试验方案优化
3.4 本章小结
第4章 涂层的组织结构分析
4.1 喷涂材料形貌分析
4.2 涂层的组织结构分析
4.2.1 涂层表面形貌
4.2.2 涂层截面形貌
4.2.3 涂层的相成分分析
4.3 涂层的孔隙率分析
4.4 本章小结
第5章 涂层的性能分析
5.1 涂层的显微硬度分析
5.2 涂层的磨损性能分析
5.2.1 摩擦和磨损
5.2.2 涂层的磨损机理
5.2.3 磨损过程摩擦系数的变化
5.3 本章小结
第6章 最优方案的实验验证
6.1 计算值与实际测量值对比
6.2 涂层结合强度测试
6.3 涂层耐腐蚀性测试
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超细粉末低温超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层及其干摩擦磨损性能[J]. 李运初,邓春明,韩滔,刘敏. 材料保护. 2016(09)
[2]Cr12模具钢表面真空烧结Ni60-TiC涂层的摩擦磨损性能[J]. 顾杰,杨学锋,王子然,马涛,蔡喜光. 人工晶体学报. 2016(06)
[3]H13钢激光熔覆TiC/Ni合金复合涂层的组织与耐磨性[J]. 赵雪阳,刘英,夏一龙,杨浩,李卫. 材料热处理学报. 2016(04)
[4]WC含量对WC/Ni60A激光熔覆层微观组织的影响[J]. 李福泉,冯鑫友,陈彦宾. 中国激光. 2016(04)
[5]热喷涂NiCrBSi基耐磨涂层的研究进展[J]. 徐海峰,肖金坤,张嘎,张超. 表面技术. 2016(02)
[6]热喷涂技术在机械零部件修复上的应用[J]. 张祖军. 内江科技. 2015(11)
[7]WC/12Co颗粒增强Ni60A复合涂层的组织及耐磨性能[J]. 牛显明,王晨曦,胡春莲,蔡龙龙,张绍斌. 兰州理工大学学报. 2015(05)
[8]塑料模具失效与对策研究[J]. 屈超,何风,周林军. 四川职业技术学院学报. 2015(04)
[9]热喷涂技术在钢铁冷轧线中的应用[J]. 张广伟,刘洪,徐健,郑群. 重工与起重技术. 2015(02)
[10]激光熔覆Ni60+35WC-Ni涂层的微观组织和摩擦磨损特性[J]. 臧春城,王延忠,张以都,李金华,曾红,张德强. 稀有金属. 2015(05)
硕士论文
[1]中碳合金耐磨钢再制造表面涂覆件组织与力学性能研究[D]. 陈静.安徽工程大学 2015
[2]热喷涂技术应用与发展调研分析[D]. 李君.吉林大学 2015
[3]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
[4]Ni60合金激光熔覆层组织和力学性能研究[D]. 姚远.燕山大学 2012
[5]陶瓷颗粒增强Ni60A激光熔覆层的组织与性能的研究[D]. 王予彬.山东大学 2012
[6]WC/Co基热喷涂粉末与涂层制备及其性能的研究[D]. 向锦涛.湖南大学 2012
[7]塑料模具失效机理及熔覆再制造技术研究[D]. 袁柳杰.广西工学院 2012
[8]HVOF在热作模具钢H13表面处理及修复中的基础研究[D]. 张冰.武汉理工大学 2010
[9]超音速火焰喷涂修复冷冲压模具的应用基础研究[D]. 李伟.华中科技大学 2009
本文编号：3047341
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3047341.html
