电火花沉积涂层典型缺陷的形成机理与工艺控制研究
发布时间：2021-10-09 18:57
由于电火花沉积技术具有操作便捷及实用性强等特点,在金属零件表面修复、强化、开发热障及非晶涂层等功能性涂层方面具有显著的经济价值。然而,由于电火花沉积涂层内部缺陷的存在严重制约了它的进一步发展,研究控制涂层缺陷的方法迫在眉睫。本文利用电火花沉积技术制备涂层,并对涂层形貌进行观察,分析了涂层缺陷的形成原因;通过大量实验,比较不同工艺下涂层缺陷情况,并基于数学统计方法进行了参数优化和显著性分析。本文的主要研究内容和结论如下:（1）利用电火花沉积技术制备了具有一定厚度的TA2涂层。通过观察涂层表面和截面形貌发现,涂层中主要存在微裂纹、孔隙和未熔合三种缺陷。裂纹在涂层表面呈网状分布,并且部分裂纹在扩展时可能形成二次裂纹;从截面观察,裂纹形态可分为横向和纵向两种,且裂纹只在涂层中出现;孔隙缺陷主要分布在涂层下部,且多数孔隙缺陷为气孔类缺陷,形状基本为规则的圆球形孔洞;而未熔合缺陷形状不规则,内部往往会伴随夹杂物的出现。（2）沉积层裂纹产生的主要原因是由于电火花沉积技术热影响区小、冷却速度快的特点导致应力容易在涂层内积累,当涂层局部区域的塑性不足以承受应力所引起的应变时,裂纹产生;气孔缺陷的形成,既...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面涂层技术
且由于激光熔覆层与电火花沉积涂层的形成机理相似，其缺陷控制理论技术可以借鉴。因此，在收集电火花沉积涂层缺陷控制的研究工作时也整分有关激光熔覆层缺陷控制的研究文献。.1 裂纹缺陷控制的研究现状在电火花沉积过程中，由于材料的熔化及凝固行为都在很短的时间内进此裂纹、孔隙、未熔合等冶金缺陷容易在涂层中形成。而裂纹缺陷则是涂常见、破坏性最大的一种缺陷，裂纹一旦产生，将在沉积层间扩展，严重层的性能，裂纹问题已成为制约电火花沉积技术进一步走向工业化的瓶颈如何实现对电火花沉积涂层裂纹的控制是推广其应用在工业上的首要问题Fu 和 Zhang 等人[12]利用激光熔覆技术在 40Cr 钢表面制备出 Ni60 硬质覆层，如图 1-2 所示。通过理论推导及观察熔覆层内裂纹的分布，分析了覆层裂纹产生的物理机制，讨论了有关裂纹形成的影响因素。研究结果表应力是裂纹形成的主要原因，而影响裂纹形成的关键因素则是激光功率，径和扫描速度。当其他参数保持不变时，熔覆层的开裂率与激光功率成正与光斑直径和扫描速度成反比。
浙江工业大学硕士学位论文一系列 WC-Co 涂层，目的是确定工艺参数（包括电压，占空比和频率）形貌的影响。实验结果表明，涂层开裂主要与电压的大小有关，随着电火的增加，涂层中发生横向开裂的风险增加。另外，低能量下的涂层裂纹形能量下的涂层裂纹形态有显著区别，在低能量下裂纹形态主要表现为横；而在高能量下，裂缝形态更可能是纵向的，如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛及钛合金表面增强技术的研究进展[J]. 王飞,张超,周隐玉,李凯. 热加工工艺. 2017(18)
[2]微弧火花沉积3种不同MCrAlY涂层的组织与性能评价（英文）[J]. 谢玉江,王德,王明生,叶威. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[3]电火花加工单脉冲放电通道直径扩展规律研究[J]. 常伟杰,陈远龙,张建华,徐斌,方明. 机械工程学报. 2016(09)
[4]TA2表面电火花沉积Zr/WC复合涂层特性及界面行为研究[J]. 吴公一,张占领,孙凯伟,于华,邱然锋,石红信,张柯柯. 表面技术. 2016(01)
[5]电火花沉积技术国内外研究的最新进展[J]. 孙凯伟,张琪娜,涂益民,于华,温海露,王帅. 焊接技术. 2014(08)
[6]电火花表面改性对AZ91D镁合金电弧喷涂铝涂层耐蚀性的影响[J]. 赵建华,王自红,盖锐. 稀有金属. 2014(01)
[7]铂铱合金与316L不锈钢微激光点焊气孔形成机理[J]. 黄永德,何鹏,林铁松,冯吉才,Y.Norman Zhou. 稀有金属材料与工程. 2013(10)
[8]铝合金电火花沉积层的组织和抗空蚀性能[J]. 王维夫,陈军,徐贤统,周华侨,郑玉贵. 材料热处理学报. 2013(06)
[9]M CrAlY/TaC Metal Matrix Composite Coatings Produced by Electrospark Deposition[J]. Yujiang XIE,Yanhong YANG,Mingsheng WANG,Jian HOU. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(02)
[10]电火花沉积Fe48Cr16Mo15C17B4非晶合金涂层的微观组织和性能[J]. 聂英石,李文,李登科,张波,朱正旺. 材料研究学报. 2013(01)
硕士论文
[1]磁场辅助电火花表面强化技术及实验研究[D]. 郝越峰.太原理工大学 2015
本文编号：3426832
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面涂层技术
且由于激光熔覆层与电火花沉积涂层的形成机理相似，其缺陷控制理论技术可以借鉴。因此，在收集电火花沉积涂层缺陷控制的研究工作时也整分有关激光熔覆层缺陷控制的研究文献。.1 裂纹缺陷控制的研究现状在电火花沉积过程中，由于材料的熔化及凝固行为都在很短的时间内进此裂纹、孔隙、未熔合等冶金缺陷容易在涂层中形成。而裂纹缺陷则是涂常见、破坏性最大的一种缺陷，裂纹一旦产生，将在沉积层间扩展，严重层的性能，裂纹问题已成为制约电火花沉积技术进一步走向工业化的瓶颈如何实现对电火花沉积涂层裂纹的控制是推广其应用在工业上的首要问题Fu 和 Zhang 等人[12]利用激光熔覆技术在 40Cr 钢表面制备出 Ni60 硬质覆层，如图 1-2 所示。通过理论推导及观察熔覆层内裂纹的分布，分析了覆层裂纹产生的物理机制，讨论了有关裂纹形成的影响因素。研究结果表应力是裂纹形成的主要原因，而影响裂纹形成的关键因素则是激光功率，径和扫描速度。当其他参数保持不变时，熔覆层的开裂率与激光功率成正与光斑直径和扫描速度成反比。
浙江工业大学硕士学位论文一系列 WC-Co 涂层，目的是确定工艺参数（包括电压，占空比和频率）形貌的影响。实验结果表明，涂层开裂主要与电压的大小有关，随着电火的增加，涂层中发生横向开裂的风险增加。另外，低能量下的涂层裂纹形能量下的涂层裂纹形态有显著区别，在低能量下裂纹形态主要表现为横；而在高能量下，裂缝形态更可能是纵向的，如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛及钛合金表面增强技术的研究进展[J]. 王飞,张超,周隐玉,李凯. 热加工工艺. 2017(18)
[2]微弧火花沉积3种不同MCrAlY涂层的组织与性能评价（英文）[J]. 谢玉江,王德,王明生,叶威. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[3]电火花加工单脉冲放电通道直径扩展规律研究[J]. 常伟杰,陈远龙,张建华,徐斌,方明. 机械工程学报. 2016(09)
[4]TA2表面电火花沉积Zr/WC复合涂层特性及界面行为研究[J]. 吴公一,张占领,孙凯伟,于华,邱然锋,石红信,张柯柯. 表面技术. 2016(01)
[5]电火花沉积技术国内外研究的最新进展[J]. 孙凯伟,张琪娜,涂益民,于华,温海露,王帅. 焊接技术. 2014(08)
[6]电火花表面改性对AZ91D镁合金电弧喷涂铝涂层耐蚀性的影响[J]. 赵建华,王自红,盖锐. 稀有金属. 2014(01)
[7]铂铱合金与316L不锈钢微激光点焊气孔形成机理[J]. 黄永德,何鹏,林铁松,冯吉才,Y.Norman Zhou. 稀有金属材料与工程. 2013(10)
[8]铝合金电火花沉积层的组织和抗空蚀性能[J]. 王维夫,陈军,徐贤统,周华侨,郑玉贵. 材料热处理学报. 2013(06)
[9]M CrAlY/TaC Metal Matrix Composite Coatings Produced by Electrospark Deposition[J]. Yujiang XIE,Yanhong YANG,Mingsheng WANG,Jian HOU. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(02)
[10]电火花沉积Fe48Cr16Mo15C17B4非晶合金涂层的微观组织和性能[J]. 聂英石,李文,李登科,张波,朱正旺. 材料研究学报. 2013(01)
硕士论文
[1]磁场辅助电火花表面强化技术及实验研究[D]. 郝越峰.太原理工大学 2015
本文编号：3426832
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