激光增材制备碳纤维增强镍基涂层组织及性能研究

发布时间：2023-04-12 03:49

　　镍基合金涂层具有良好的抗高温氧化和高温磨损性能,可在600℃以上环境下连续工作,被广泛应用于轴承、燃气涡轮发动机、活塞杆等高温环境。为了进一步提高镍基合金涂层的耐磨损性能和耐腐蚀性能,本文提出了激光熔覆法制备碳纤维增强镍基复合涂层的新方法,并对制备碳纤维增强镍基复合涂层的工艺参数、复合涂层的微观组织、摩擦磨损机制、电化学腐蚀机制以及拉伸性能进行研究。主要研究结果如下:(1)在镍基复合涂层内加入碳纤维后,由于碳纤维抑制了涂层内晶粒的生长,晶粒得到细化,涂层内组织缺陷减少。同时,由于碳纤维自身优异的自润滑性能和耐腐蚀性能,复合涂层的耐磨损性和抗电化学腐蚀性能均比原始镍基涂层提高2-3倍。(2)激光扫描速度对复合涂层内的碳纤维形貌有重要影响。随着激光扫描速度的提高,碳纤维受激光热损伤、烧蚀的影响逐渐减少,但当激光扫描速度过大时,涂层不能较好地成型。碳纤维受激光热损伤越小,同时在复合涂层内分布越均匀,涂层的耐磨耐蚀性能越好。(3)碳纤维含量变化同样对复合涂层性能有重大影响。碳纤维含量过少对涂层的增强作用不明显,而碳纤维含量过多,由于熔池的流动性不好,涂层成型性欠佳。在激光作用下,碳纤维在复合涂...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 激光熔覆技术研究现状与发展
        1.2.1 激光熔覆原理
        1.2.2 激光熔覆工艺参数
        1.2.3 激光熔覆的发展前景
    1.3 纤维概况
        1.3.1 碳纤维
        1.3.2 硼纤维
        1.3.3 碳化硅纤维
        1.3.4 氧化铝纤维
    1.4 纤维增强金属基复合材料研究现状
        1.4.1 铝基复合材料
        1.4.2 镁基复合材料
        1.4.3 钛基复合材料
    1.5 镍基复合材料及涂层研究进展
    1.6 课题研究内容
第二章 实验材料与设备
    2.1 基体材料
    2.2 熔覆材料
    2.3 制备涂层
    2.4 组织形貌及成分表征
    2.5 性能表征
        2.5.1 显微硬度
        2.5.2 电化学腐蚀
        2.5.3 摩擦磨损
        2.5.4 拉伸试验
第三章 碳纤维表面化学镀镍工艺
    3.1 化学镀镍原理
    3.2 试验药剂与仪器
        3.2.1 试验药剂
        3.2.2 试验仪器
        3.2.3 试验装置
    3.3 碳纤维表面预处理
        3.3.1 除胶
        3.3.2 粗化
        3.3.3 敏化
        3.3.4 活化
    3.4 化学镀液配置及施镀
        3.4.1 化学镀镍溶液配制
        3.4.2 化学镀镍工艺参数
    3.5 小结
第四章 工艺参数对复合涂层组织及性能影响
    4.1 激光扫描速度对复合涂层微观组织影响
    4.2 激光扫描速度对碳纤维形貌影响
    4.3 激光扫描速度对复合涂层性能影响
        4.3.1 显微硬度
        4.3.2 电化学性能
        4.3.3 摩擦磨损性能
    4.4 小结
第五章 碳纤维对复合涂层微观组织及性能影响
    5.1 碳纤维对复合涂层微观组织影响
        5.1.1 复合涂层微结构及CFs分布
        5.1.2 纤维形貌及界面分析
    5.2 碳纤维对复合涂层性能影响
        5.2.1 涂层显微硬度
        5.2.2 涂层拉伸性能
    5.3 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢



本文编号：3790367