叶轮表面激光熔覆TiC/Co涂层摩擦-磨损性能研究
发布时间：2021-04-01 10:55
在洗扫车专用风机不锈钢叶轮表面上采用激光熔覆技术制备了TiC含量分别为15%、20%、25%的TiC/Co涂层,利用SEM、EDS、XRD、显微硬度计等手段,分析了涂层的表面-截面形貌、化学成分、物相和硬度,研究了TiC与Co配比对涂层摩擦-磨损性能的影响,并讨论了其磨损机理。结果表明,3组涂层的平均摩擦因数分别为0.46、0.31和0.28;TiC含量为15%和20%的涂层均以粘着磨损和氧化磨损为主,TiC含量为25%的涂层以粘着磨损和氧化磨损为主,并伴有磨料磨损;TiC含量为20%的涂层磨损较轻微,耐磨性能最佳,适用于叶轮表面。
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2020,40(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同配比的TiC/Co涂层截面形貌
不同TiC/Co配比的涂层EDS分析
图5为3组涂层表面XRD图谱。可以看出，涂层由γ-Co、（Fe,Cr）、Fe、TiC、FeCo、Co3Fe7、CoCx、Co3Ti等物相组成。激光熔覆是快速熔化和冷却的过程，且熔池中还存在复杂的化学反应，所以很难区分所有物相[5～7]。图谱中均含有γ-Co物相，这是因为Co在大于417℃时，以γ-Co形式存在，在室温下则以ε-Co形式存在[8,9]，但激光熔覆的快速冷却，使凝固结晶的γ-Co来不及发生相变而得以保留。图谱中的（Fe,Cr）、Fe为基体元素扩散到涂层组成的物相；TiC、γ-Co为粉末成分形成涂层组成物相；FeCo和Co3Fe7是涂层中的元素与基体扩散元素发生反应生成的物相；CoCx和Co3Ti是TiC加热过程中，少量受热分解，使C与Co反应生成CoCx相，Ti原子与Co反应生成Co3Ti。涂层的XRD图谱中没有氧化物与能谱图中没有O原子对应，表明涂层极少发生氧化。涂层中含有的（Fe,Cr）、TiC硬质相提高了涂层的耐磨性和硬度[10,11]。从图5看出，随着TiC含量增加，TiC峰线和Co3Ti峰线增强。表3为基体和A1～A3试样表面的平均硬度。可以看出，A1～A3涂层硬度均大于基体表面硬度。随TiC含量的增加，涂层平均硬度也随之增加，由于TiC等硬质相弥散强化的共同作用，使涂层硬度随TiC含量增加而提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Extrusion Temperatures on Friction-wear Behavior of Chain-wheel Fabricated by 40Cr Steel under Oil-lubrication Condition[J]. 陈海翔,LIU Wei,孔德军. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2019(03)
[2]TiC对激光熔覆TiC-Ti-Al涂层结构与性能的影响[J]. 贺星,王晶,孔德军,宋仁国. 金属热处理. 2018(08)
[3]H13钢激光熔覆钴基复合涂层的组织及耐磨性[J]. 杨晓红,杭文先,秦绍刚,刘勇兵,刘利萍. 吉林大学学报(工学版). 2017(03)
[4]球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的组织与性能[J]. 童文辉,赵子龙,王杰,国旭明,段新华,刘豫. 稀有金属. 2017(12)
[5]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)
[6]KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究[J]. 赵彦华,孙杰,李剑峰. 机械工程学报. 2015(08)
博士论文
[1]H13钢表面激光熔覆TiC/Co基涂层及其高温磨损性能研究[D]. Pham Thi Hong Nga（范氏红娥）.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]火电厂排粉机叶轮的防磨技术与节能分析[D]. 李永成.华北电力大学(北京) 2017
[2]环保除尘风机叶轮磨损分析及改造研究[D]. 杨志刚.东北大学 2015
[3]2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂层的组织及性能研究[D]. 赵文雨.上海交通大学 2015
[4]进口弯管对离心通风机性能影响的研究[D]. 张俊林.华东理工大学 2014
本文编号：3113220
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2020,40(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同配比的TiC/Co涂层截面形貌
不同TiC/Co配比的涂层EDS分析
图5为3组涂层表面XRD图谱。可以看出，涂层由γ-Co、（Fe,Cr）、Fe、TiC、FeCo、Co3Fe7、CoCx、Co3Ti等物相组成。激光熔覆是快速熔化和冷却的过程，且熔池中还存在复杂的化学反应，所以很难区分所有物相[5～7]。图谱中均含有γ-Co物相，这是因为Co在大于417℃时，以γ-Co形式存在，在室温下则以ε-Co形式存在[8,9]，但激光熔覆的快速冷却，使凝固结晶的γ-Co来不及发生相变而得以保留。图谱中的（Fe,Cr）、Fe为基体元素扩散到涂层组成的物相；TiC、γ-Co为粉末成分形成涂层组成物相；FeCo和Co3Fe7是涂层中的元素与基体扩散元素发生反应生成的物相；CoCx和Co3Ti是TiC加热过程中，少量受热分解，使C与Co反应生成CoCx相，Ti原子与Co反应生成Co3Ti。涂层的XRD图谱中没有氧化物与能谱图中没有O原子对应，表明涂层极少发生氧化。涂层中含有的（Fe,Cr）、TiC硬质相提高了涂层的耐磨性和硬度[10,11]。从图5看出，随着TiC含量增加，TiC峰线和Co3Ti峰线增强。表3为基体和A1～A3试样表面的平均硬度。可以看出，A1～A3涂层硬度均大于基体表面硬度。随TiC含量的增加，涂层平均硬度也随之增加，由于TiC等硬质相弥散强化的共同作用，使涂层硬度随TiC含量增加而提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Extrusion Temperatures on Friction-wear Behavior of Chain-wheel Fabricated by 40Cr Steel under Oil-lubrication Condition[J]. 陈海翔,LIU Wei,孔德军. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2019(03)
[2]TiC对激光熔覆TiC-Ti-Al涂层结构与性能的影响[J]. 贺星,王晶,孔德军,宋仁国. 金属热处理. 2018(08)
[3]H13钢激光熔覆钴基复合涂层的组织及耐磨性[J]. 杨晓红,杭文先,秦绍刚,刘勇兵,刘利萍. 吉林大学学报(工学版). 2017(03)
[4]球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的组织与性能[J]. 童文辉,赵子龙,王杰,国旭明,段新华,刘豫. 稀有金属. 2017(12)
[5]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)
[6]KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究[J]. 赵彦华,孙杰,李剑峰. 机械工程学报. 2015(08)
博士论文
[1]H13钢表面激光熔覆TiC/Co基涂层及其高温磨损性能研究[D]. Pham Thi Hong Nga（范氏红娥）.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]火电厂排粉机叶轮的防磨技术与节能分析[D]. 李永成.华北电力大学(北京) 2017
[2]环保除尘风机叶轮磨损分析及改造研究[D]. 杨志刚.东北大学 2015
[3]2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂层的组织及性能研究[D]. 赵文雨.上海交通大学 2015
[4]进口弯管对离心通风机性能影响的研究[D]. 张俊林.华东理工大学 2014
本文编号：3113220
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3113220.html
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