工艺参数与基体温度对爆炸喷涂碳化钨涂层组织及机械性能的影响

发布时间：2017-05-10 23:13

  本文关键词：工艺参数与基体温度对爆炸喷涂碳化钨涂层组织及机械性能的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：爆炸喷涂作为制备优质涂层一种特种加工手段,已广泛的应用于航空、航天及核工业等军事领域,随着民用工业的快速发展以及各类喷涂设备的普及,如今也越来越普遍的应用在了民用工业生产中。在爆炸喷涂碳化钨涂层过程中,工艺的制定与选择(如喷涂距离、燃气流量、基体温度等)对后续的涂层的组织结构和相关物理及力学性能起到至关重要的作用。本文使用DNB-3型爆炸喷涂设备,选用由烧结破碎法制备的WC10Co4Cr粉末,在一定的实验条件下制备不同的喷涂距离、氧燃比情况下的碳化钨涂层,探究不同参数下涂层的显微组织,硬度、相结构、断裂韧性等方面进行对比分析,由此优化了喷涂工艺参数；利用优化后的参数制备不同基体温度下的碳化钨涂层,探究基体温度对喷涂粒子扁平化、涂层的硬度、晶粒尺寸等相关性能的影响。最终本文得出以下结论：(1)喷涂距离的增大导致粉体粒子在高温焰流中的飞行时间增长,受到的空气阻力明显变大,飞行速度降低,涂层中的孔隙率有所增加；WC颗粒在焰流中受热时间较长,导致一部分WC脱碳分解生成了硬度更高的脆性相W2C,断裂韧性下降。(2)适当的降低氧燃比后,可燃性混合气体能够充分的燃烧,爆炸波的能量足以熔化全部的粘结相Co,再以很高的速度沉积在凹凸不平的基体上,此时所获得的涂层具有最低的孔隙率。涂层的脱碳程度有所下降,相应地,其断裂韧性有所升高。(3)基体预热后涂层组织中孔隙数量比室温时低。涂层的中部特别是靠近表面处的显微硬度最高,且整体呈现缓降趋势；当将基体预热至一定温度后,涂层的最高硬度出现在靠近基体处。(4)室温(25℃)下扁平粒子呈“花瓣”状,单个粒子内部熔化程度较差,孔隙数量较多；基体预热300℃后,扁平粒子呈“薄饼”状,粘结相与WC颗粒熔化比较充分,孔隙数量明显降低。基体经预热300℃后的结合强度明显高于室温下的结合强度。
【关键词】：爆炸喷涂 碳化钨 喷涂距离 氧燃比 基体温度
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.45
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 碳化钨硬质合金10-13
• 1.2.1 硬质合金概述10-11
• 1.2.2 碳化钨硬质合金制备方法11-13
• 1.3 热喷涂原理及应用13-18
• 1.3.1 热喷涂技术概述13-14
• 1.3.2 热喷涂技术的分类及特点14-15
• 1.3.3 爆炸喷涂技术概述15-17
• 1.3.4 爆炸喷涂的特点17-18
• 1.4 本文研究目的及内容18-20
• 第2章 实验设备及实验方法20-27
• 2.1 基体材料及预处理20
• 2.2 喷涂材料及方法20-21
• 2.2.1 喷涂材料20-21
• 2.2.2 喷涂方法21
• 2.3 试样的制备21-22
• 2.4 涂层的检测22-27
• 2.4.1 涂层的组织形貌22-23
• 2.4.2 涂层的硬度23
• 2.4.3 涂层的相结构分析23
• 2.4.4 涂层的断裂韧性23-24
• 2.4.5 涂层的结合强度24-27
• 第3章 不同工艺参数制备WC10Co4Cr涂层27-42
• 3.1 涂层制备27-31
• 3.1.1 喷涂粉末27-30
• 3.1.2 设备及工艺参数30-31
• 3.2 实验结果与讨论31-40
• 3.2.1 涂层的显微组织形貌31-33
• 3.2.2 涂层的显微硬度33-34
• 3.2.3 涂层的相结构34-36
• 3.2.4 涂层的断裂韧性36-38
• 3.2.5 涂层断裂韧性与硬度的关系38
• 3.2.6 涂层的断裂机理38-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第4章 制备不同基体温度下WC10Co4Cr涂层42-56
• 4.1 不同基体温度下涂层形貌和硬度42-46
• 4.2 涂层的相结构46-47
• 4.3 粒子的扁平化行为47-49
• 4.4 粒子的扁平化表征49-50
• 4.4.1 扁平率49-50
• 4.4.2 扁平颗粒的高度50
• 4.5 涂层的结合强度50-54
• 4.6 本章小结54-56
• 结论56-57
• 参考文献57-62
• 攻读硕士期间公开发表论文62-63
• 致谢63

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