等离子喷涂微米Al 2 O 3 -13wt%TiO 2 复合涂层组织结构与磨损性能研究
发布时间：2022-01-17 13:07
本文研究了电流、H2气流量、喷涂距离等喷涂工艺参数对微米结构Al2O3-13%TiO2涂层组织与性能的影响。采用SEM、XRD和EDS等分析手段对涂层微观形貌、物相结构及成分进行了分析,对微米Al2O3-13%TiO2涂层的形成过程与涂层形成机理进行分析讨论。测定了不同喷涂工艺参数下涂层截面维氏显微硬度、截面孔隙率、沉积厚度,并对涂层进行干摩擦磨损实验。研究了不同工艺参数对涂层组织结构、力学性能以及耐磨损性能的影响,探讨了等离子喷涂涂层的磨损失效行为与其微观结构特征的对应关系。针对优化涂层在不同工况条件下做相关磨损实验,根据涂层磨损失重评价了涂层耐磨损性能,分析了涂层磨损失效形式。研究结果如下:1)涂层物相为α-Al2O3,γ-Al2O3,Al2TiO5和少量的Rutile-TiO2...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子喷涂设备结构
泵冷却系统、电源供给系统、粉气控制系统和等离子喷枪系统组成。喷枪图如 2-2 所示，采用外送粉装置。去离子冷却水从喷枪右侧垂直进入喷枪从侧面流出，通过冷却水的循环流出起到降低喷枪温度的作用。工作气体形式通过气体输送管加压至喷枪，通过电气控制柜对主气流量和次气流量气和次气流量可调节的大小分别为 0-3500L/h 和 0-500L/h。等离子喷枪出0-4000L/h 范围内控制。主气流量控制范围较大，通过调节主气流量可以实的长度以及等离子体焰流速度的控制，从而改变喷涂粉末在喷涂时撞击基过改变 H2气流量可以实现对等离子体弧电压的控制，实现在电流不变的状离子体射流的温度，从而改变粉末粒子在等离子射流中的熔融程度。送粉为输送气体,送粉方式为单筒刮盘式。粉体从装置筒中落下,在刮粉零件的移动至粉体输送口处,在送粉气体的压力下与氮气进入粉末管路中直至喷等离子射流中实现熔融。送粉速度可调范围为 0-150g/min。
图 2-2 DH-1080 喷枪内部结构原理图2.2 等离子喷涂试验材料2.2.1 实验基体材料试验采用 Q235 低碳钢作为基体材料，Q235 低碳钢的组成元素和相关性能如表 2-1所示。该实验采用Φ18mm×5mm 钢样用于涂覆层参数优化检测分析，采用 8 mm×8mm×30 mm 用于摩擦磨损实验。基材试样如图 2-2 所示。采用型号为 W-0.63/7 的空气压缩机和自制喷砂枪进行表面喷砂预处理，以增加基体表面能提高涂层结合强度。空气压缩机的压缩气体流速为 0.36m3/min,稳定排压为0.7MPa。喷砂材料选用 46 目棕刚玉[29]，喷砂完成后采用鼓风机吹洗以防止粉尘和沙粒对基体表面的污染而降低涂层结合强度。基材表面喷砂预处理后于 2h 内完成等离子喷涂实验。表 2-1 Q235 低碳钢的化学组成和力学性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]第一性原理研究α-Al2O3的电子结构、力学性质和德拜温度[J]. 燕云程. 材料导报. 2018(S1)
[2]喷涂距离对等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层结构性能的影响[J]. 李力. 航天制造技术. 2017(04)
[3]TiO2含量对等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层物相组成和力学性能的影响[J]. 翁鹏翔,郭平,郑振环,叶辉,李强. 机械工程材料. 2017(01)
[4]等离子体喷涂中颗粒加热过程数值模拟[J]. 何翔,刘敏,文魁,杨焜,闫星辰,王凯. 表面技术. 2016(09)
[5]等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的显微组织及摩擦学性能[J]. 陈颢,熊伟,王永欣,章杨荣,李金龙,羊建高. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(03)
[6]特征喷涂参数对等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2涂层微观结构及耐磨性能的影响[J]. 贺毅,马东林,金玉山,钟标钊. 表面技术. 2015(05)
[7]喷涂功率对等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层的影响研究[J]. 张志刚,缪强,梁文萍,崔世宇,徐一. 热处理. 2015(01)
[8]等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层摩擦学性能研究[J]. 田博,丁庆军,赵盖,章玉丹. 热加工工艺. 2014(22)
[9]喷涂距离对冷喷涂Al涂层性能的影响[J]. 张建锋,陈智君,姚建华. 金属热处理. 2014(06)
[10]响应曲面法优化超音速等离子喷涂Al2O3-40%TiO2涂层工艺[J]. 刘明,王海军,姜祎,宋亚南,郭永明. 材料科学与工艺. 2014(02)
博士论文
[1]等离子喷涂纳米结构Al2O3-13wt.%TiO2涂层组织及性能研究[D]. 张建新.河北工业大学 2007
硕士论文
[1]大气等离子喷涂飞行粒子与涂层性能研究[D]. 文魁.中南大学 2012
[2]等离子喷涂Al2O3-13wt.%TiO2纳米结构陶瓷涂层组织与性能的研究[D]. 高鹏.山东科技大学 2011
本文编号：3594783
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子喷涂设备结构
泵冷却系统、电源供给系统、粉气控制系统和等离子喷枪系统组成。喷枪图如 2-2 所示，采用外送粉装置。去离子冷却水从喷枪右侧垂直进入喷枪从侧面流出，通过冷却水的循环流出起到降低喷枪温度的作用。工作气体形式通过气体输送管加压至喷枪，通过电气控制柜对主气流量和次气流量气和次气流量可调节的大小分别为 0-3500L/h 和 0-500L/h。等离子喷枪出0-4000L/h 范围内控制。主气流量控制范围较大，通过调节主气流量可以实的长度以及等离子体焰流速度的控制，从而改变喷涂粉末在喷涂时撞击基过改变 H2气流量可以实现对等离子体弧电压的控制，实现在电流不变的状离子体射流的温度，从而改变粉末粒子在等离子射流中的熔融程度。送粉为输送气体,送粉方式为单筒刮盘式。粉体从装置筒中落下,在刮粉零件的移动至粉体输送口处,在送粉气体的压力下与氮气进入粉末管路中直至喷等离子射流中实现熔融。送粉速度可调范围为 0-150g/min。
图 2-2 DH-1080 喷枪内部结构原理图2.2 等离子喷涂试验材料2.2.1 实验基体材料试验采用 Q235 低碳钢作为基体材料，Q235 低碳钢的组成元素和相关性能如表 2-1所示。该实验采用Φ18mm×5mm 钢样用于涂覆层参数优化检测分析，采用 8 mm×8mm×30 mm 用于摩擦磨损实验。基材试样如图 2-2 所示。采用型号为 W-0.63/7 的空气压缩机和自制喷砂枪进行表面喷砂预处理，以增加基体表面能提高涂层结合强度。空气压缩机的压缩气体流速为 0.36m3/min,稳定排压为0.7MPa。喷砂材料选用 46 目棕刚玉[29]，喷砂完成后采用鼓风机吹洗以防止粉尘和沙粒对基体表面的污染而降低涂层结合强度。基材表面喷砂预处理后于 2h 内完成等离子喷涂实验。表 2-1 Q235 低碳钢的化学组成和力学性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]第一性原理研究α-Al2O3的电子结构、力学性质和德拜温度[J]. 燕云程. 材料导报. 2018(S1)
[2]喷涂距离对等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层结构性能的影响[J]. 李力. 航天制造技术. 2017(04)
[3]TiO2含量对等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层物相组成和力学性能的影响[J]. 翁鹏翔,郭平,郑振环,叶辉,李强. 机械工程材料. 2017(01)
[4]等离子体喷涂中颗粒加热过程数值模拟[J]. 何翔,刘敏,文魁,杨焜,闫星辰,王凯. 表面技术. 2016(09)
[5]等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的显微组织及摩擦学性能[J]. 陈颢,熊伟,王永欣,章杨荣,李金龙,羊建高. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(03)
[6]特征喷涂参数对等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2涂层微观结构及耐磨性能的影响[J]. 贺毅,马东林,金玉山,钟标钊. 表面技术. 2015(05)
[7]喷涂功率对等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层的影响研究[J]. 张志刚,缪强,梁文萍,崔世宇,徐一. 热处理. 2015(01)
[8]等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层摩擦学性能研究[J]. 田博,丁庆军,赵盖,章玉丹. 热加工工艺. 2014(22)
[9]喷涂距离对冷喷涂Al涂层性能的影响[J]. 张建锋,陈智君,姚建华. 金属热处理. 2014(06)
[10]响应曲面法优化超音速等离子喷涂Al2O3-40%TiO2涂层工艺[J]. 刘明,王海军,姜祎,宋亚南,郭永明. 材料科学与工艺. 2014(02)
博士论文
[1]等离子喷涂纳米结构Al2O3-13wt.%TiO2涂层组织及性能研究[D]. 张建新.河北工业大学 2007
硕士论文
[1]大气等离子喷涂飞行粒子与涂层性能研究[D]. 文魁.中南大学 2012
[2]等离子喷涂Al2O3-13wt.%TiO2纳米结构陶瓷涂层组织与性能的研究[D]. 高鹏.山东科技大学 2011
本文编号：3594783
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