激光熔覆Ni20Cr复合涂层的微观组织和摩擦磨损性能
本文选题:激光熔覆 + MoS2 ; 参考:《燕山大学》2015年硕士论文
【摘要】:随着航空航天技术的快速发展,传统的润滑油和润滑脂已经不能满足其对密封系统的要求,如何获得具有一定耐磨性,并且具有自润滑性的零部件表面涂层是当前航空航天领域研究的热点。因此,本文通过在Ni20Cr中添加MoS2和Cr3C2/Mo制备自润滑耐磨涂层具有重要的意义。Ni20Cr因其具有较高的耐磨性、优良的耐蚀性以及高温抗氧化性,被选择作为涂层的主要材料。采用激光熔覆的方法,在低碳钢基体上制备Ni20Cr涂层、Ni20Cr+MoS2自润滑涂层以及Ni20Cr+Cr3C2/Mo耐磨涂层,采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)分析了涂层的组织和物相,研究了不同载荷条件下的摩擦磨损性能,并对其磨损机理进行了分析。研究结果表明,激光熔覆后的Ni20Cr涂层的组织为γ相。添加MoS2后的Ni20Cr自润滑涂层组织为γ相和Crx Sy,摩擦系数明显降低。对涂层进行了物相分析,未检测到MoS2的存在,MoS2在高温下发生了分解,Cr元素与S元素形成了自润滑性能良好的CrxSy。因此,Ni20Cr+20%MoS2自润滑涂层的摩擦系数最低,自润滑性能最好。激光熔覆后的Ni20Cr+Cr3C2耐磨涂层组织为γ相和Cr3C2。激光熔覆后的Ni20Cr+Mo耐磨涂层组织为γ相。与Ni20Cr涂层相比,Ni20Cr+Cr3C2/Mo涂层的耐磨性均显著提高。Ni20Cr+Cr3C2涂层中存在硬度较高的Cr3C2,而Ni20Cr+Mo涂层中的Mo元素具有较强的固溶强化作用。比较六组Ni20Cr+Cr3C2/Mo涂层的磨损量可知,相同的实验条件下,Ni20Cr+30%Cr3C2的磨损量最低,耐磨性最好。
[Abstract]:With the rapid development of aerospace technology, the traditional lubricating oil and grease can no longer meet the requirements of the sealing system, how to obtain a certain wear resistance, And the self-lubricating surface coating is a hot spot in the field of aeronautics and astronautics. Therefore, it is important to prepare self-lubricating and wear resistant coatings by adding MoS2 and Cr3C2/Mo into Ni20Cr. Ni20Cr is selected as the main coating material because of its high wear resistance, excellent corrosion resistance and high temperature oxidation resistance. Ni20Cr coating Ni20Cr MoS2 self-lubricating coating and Ni20Cr Cr3C2/Mo wear-resistant coating were prepared on low carbon steel substrate by laser cladding. The microstructure and phase of the coating were analyzed by means of metallographic microscope, scanning electron microscope (SEM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and electron backscatter diffraction (EBSD). The friction and wear properties of the coating under different loading conditions were studied and the wear mechanism was analyzed. The results show that the microstructure of laser cladding Ni20Cr coating is 纬-phase. After adding MoS2, the microstructure of Ni20Cr self-lubricating coating is 纬 phase and Crx Sys, and the friction coefficient of Ni20Cr self-lubricating coating decreases obviously. The phase analysis of the coating shows that the presence of MoS2 and MoS _ 2 decompose Cr and S elements into CrxSys with good self-lubricating properties at high temperature. Therefore, Ni20Cr 20%MoS2 self-lubricating coating has the lowest friction coefficient and the best self-lubricating performance. The microstructure of laser cladding Ni20Cr Cr3C2 wear-resistant coating is 纬 phase and Cr _ 3C _ 2. The microstructure of laser cladding Ni20Cr Mo wear resistant coating is 纬-phase. Compared with Ni20Cr coating, the wear resistance of Ni20Cr Cr3C2/Mo coating is significantly improved. There is Cr _ 3C _ 2 with higher hardness in Ni20Cr Cr3C2 coating, while Mo element in Ni20Cr Mo coating has stronger solution strengthening effect. Compared with six groups of Ni20Cr Cr3C2/Mo coatings, the wear rate of Ni20Cr 30%Cr3C2 is the lowest and the wear resistance of Ni20Cr 30%Cr3C2 is the best under the same experimental conditions.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG174.4
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 马琳;原津萍;张平;赵军军;;多道激光熔覆温度场的有限元数值模拟[J];焊接学报;2007年07期
2 陈列;谢沛霖;;齿面激光熔覆中的防边缘塌陷工艺研究[J];激光技术;2007年05期
3 孙会来;赵方方;林树忠;齐向阳;;激光熔覆研究现状与发展趋势[J];激光杂志;2008年01期
4 陈志坤;刘敏;曾德长;马文有;;激光熔覆裂纹的产生原因及消除方法探究[J];激光杂志;2009年01期
5 郑晖;韩志仁;陈江;王国栋;;采用激光熔覆方法校轴的试验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2010年12期
6 朱晨光;孙耀宁;于青;;激光熔覆温度场的数值模拟研究进展[J];热加工工艺;2012年08期
7 周思华;郭艳花;晁明举;刘奎立;;金属表面激光熔覆处理技术的研究[J];周口师范学院学报;2013年05期
8 郭伟,徐庆鸿,田锡唐;激光熔覆的研究发展状况[J];宇航材料工艺;1998年01期
9 郭伟,徐庆鸿,田锡唐;激光熔覆的研究发展状况[J];宇航材料工艺;1998年02期
10 李必文,石世宏,王新林;激光熔覆化工阀门的实验与质量控制[J];热加工工艺;2000年01期
相关会议论文 前10条
1 邓琦林;谢安宁;周广才;;激光熔覆修复技术的基础试验研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
2 邓琦林;谢安宁;周广才;;激光熔覆修复技术的基础试验研究[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
3 邓琦林;谢安宁;周广才;;激光熔覆修复技术的基础试验研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
4 张万红;方亮;赵刚;;液相分散沉降法制备激光熔覆预涂涂层的研究[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
5 陈畅源;邓琦林;葛志军;;激光熔覆中的应力研究[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
6 邓琦林;;舰船关键零件的激光熔覆修复[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
7 王明娣;刘秀波;郭开波;宋成法;傅戈雁;石世宏;;激光熔覆成形件的应力分析与裂纹控制[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
8 王永峰;田欣利;薛春芳;;送粉式激光熔覆能量利用率的分析模型[A];第十届全国特种加工学术会议论文集[C];2003年
9 黄延禄;杨永强;;双方程边界耦合法激光熔覆传质过程数值模拟[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
10 刘继常;;激光熔覆工艺理论与试验研究[A];第15届全国特种加工学术会议论文集(下)[C];2013年
相关重要报纸文章 前4条
1 翟扬;激光熔覆硼、钛材料市场海阔天空[N];中国有色金属报;2003年
2 汤兆宏;激光熔覆专利技术修复绥中电厂80万千瓦汽轮机围带铆钉损伤[N];中国电力报;2008年
3 记者 赵静;激光熔覆术成功再造煤矿机械[N];中国煤炭报;2013年
4 本报记者 汤兆宏;成功修复宝钢自备电厂35万千瓦汽轮机缸体[N];中国电力报;2008年
相关博士学位论文 前10条
1 赵彦华;KMN钢压缩机叶片激光熔覆修复及后续加工特性研究[D];山东大学;2015年
2 闫晓玲;激光熔覆再制造零件超声检测数值模拟与实验研究[D];北京理工大学;2015年
3 熊征;激光熔覆强化和修复薄壁型零部件关键技术基础研究[D];华中科技大学;2009年
4 黄凤晓;激光熔覆和熔覆成形镍基合金的组织与性能研究[D];吉林大学;2011年
5 张庆茂;送粉激光熔覆应用基础理论的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
6 张三川;送粉激光熔覆陶瓷掺杂复合涂层技术及涂层成形机理研究[D];郑州大学;2002年
7 李明喜;钴基合金及其纳米复合材料激光熔覆涂层研究[D];东南大学;2004年
8 郑敏;钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层及其生物活性研究[D];兰州理工大学;2008年
9 王明娣;基于光内送粉的激光熔覆快速制造机理与工艺研究[D];南京航空航天大学;2008年
10 李嘉宁;钛合金激光熔覆Ti-Al/陶瓷复合涂层组织结构与耐磨性的研究[D];山东大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 许波;面向绿色再制造的单道激光熔覆几何特征的研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 卢云龙;激光熔覆硅化物三元合金涂层的组织与性能研究[D];上海工程技术大学;2015年
3 付志凯;轮轨材料激光溶覆Fe基合金涂层的微观组织与磨损性能研究[D];西南交通大学;2015年
4 李培源;钢材表面非晶化工艺与性能研究[D];南京理工大学;2015年
5 杭小琳;激光铣削对激光熔覆成形件的整形机理和试验研究[D];苏州大学;2015年
6 梁斌;基于大功率半导体激光熔覆的环模再制造研究[D];燕山大学;2015年
7 相占凤;添加固体润滑剂hBN的钛合金激光熔覆高温耐磨复合涂层研究[D];苏州大学;2015年
8 邓居军;磁化—激光熔覆复合技术强化与修复零部件表面性能的研究[D];江西理工大学;2015年
9 艾铭杰;Cr12MoV模具钢表面激光熔覆层组织及性能研究[D];山东大学;2015年
10 赵文雨;2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂层的组织及性能研究[D];上海交通大学;2015年
,本文编号:1877332
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/1877332.html