水煤浆喷嘴耐磨涂层熔覆工艺与性能研究

发布时间：2017-09-27 08:36

  本文关键词：水煤浆喷嘴耐磨涂层熔覆工艺与性能研究

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【摘要】：随着水煤浆应用的日益广泛,如何进一步提高水煤浆喷嘴寿命的要求也变得日益迫切。使用感应熔覆技术在水煤浆喷嘴内孔制备耐磨涂层成为提高喷嘴寿命的一个有效方法。本课题对比了不同工艺制备的镍基合金涂层性能,选择了效果较好的真空高频感应熔覆的方法在45钢和304不锈钢喷嘴内孔制备了Ni60+30%WC合金涂层。对比了不同加热电流对熔覆效果的影响,分析了涂层的组织形貌、显微硬度以及耐腐蚀性能,并对电火花成型加工后的涂层性能进行了探究。在金属表面熔覆合金涂层主要有高频感应熔覆和高频感应重熔两种方法。通过实验对比,两种工艺制备的合金涂层与基体之间都形成了冶金结合,感应熔覆涂层在涂层致密程度、显微硬度、和耐腐蚀性能方面均优于感应重熔涂层。使用真空高频感应熔覆的方法,在45钢和304不锈钢水煤浆喷嘴上制备了Ni60+30%WC合金涂层,并使用电火花成型机床对涂层进行了扩孔加工。改进了实验中所使用的粘结剂,研究了感应熔覆时涂层的收缩率,探索了感应熔覆的加热电流。对涂层的熔覆采用阶梯电流加热的方式进行,当最终熔覆电流在600A时,熔覆效果最好。通过熔覆涂层的方式解决了在水煤浆喷嘴的进浆口处难以加工入口角的问题。使用扫描电子显微镜观察涂层的组织结构,结果显示:感应熔覆涂层有一定的孔隙率,使用电火花加工的涂层表面更致密,缺陷更少。在45钢和304不锈钢基体与涂层之间均形成了冶金结合。通过对不同涂层的显微硬度测试发现:水煤浆喷嘴涂层硬度自下而上呈上升趋势,在顶部达到峰值;以45钢为基体的涂层硬度分布比以304不锈钢为基体的涂层硬度分布更均匀;电火花加工后的涂层硬度得到了明显提高。由于电火花加工后涂层的孔隙率降低,涂层变得更加致密,使得涂层的耐腐蚀性好于没有进行电火花加工的涂层。
【关键词】：水煤浆喷嘴 合金涂层 电火花加工 感应熔覆
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 本课题研究的背景和意义12-13
• 1.2 水煤浆技术13-14
• 1.3 水煤浆雾化技术14-15
• 1.4 水煤浆喷嘴材料15-17
• 1.4.1 对水煤浆喷嘴材料的要求15-16
• 1.4.2 水煤浆喷嘴材料及其性能16-17
• 1.5 本课题研究的目的和内容17-20
• 1.5.1 本课题研究的目的17-18
• 1.5.2 本课题研究的主要内容18-20
• 第2章 感应熔覆技术20-26
• 2.1 表面工程技术20
• 2.2 感应熔覆技术20-23
• 2.2.1 感应加热理论20-21
• 2.2.2 感应加热的四效应21-23
• 2.3 真空感应熔覆技术23-26
• 第3章 不同工艺制备合金涂层性能对比26-36
• 3.1 实验材料的选用与制备26-27
• 3.1.1 涂层材料26-27
• 3.1.2 基体材料27
• 3.1.3 粘结剂27
• 3.2 实验设备27-30
• 3.2.1 涂层制备设备27-29
• 3.2.2 涂层性能检测设备29-30
• 3.3 试验方法与性能检测30-31
• 3.3.1 试样制备30-31
• 3.3.2 试样性能测试31
• 3.4 实验结果与分析31-35
• 3.4.1 涂层显微组织31-33
• 3.4.2 涂层显微硬度分析33-34
• 3.4.3 涂层的耐电化学腐蚀性能34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 水煤浆喷嘴的熔覆36-48
• 4.1 实验材料36-39
• 4.1.1 基体材料36-37
• 4.1.2 涂层材料37-39
• 4.1.3 粘结剂的改进39
• 4.1.4 涂层的涂覆39
• 4.2 喷嘴熔覆的准备39-40
• 4.2.1 合金粉收缩率39-40
• 4.2.2 感应线圈40
• 4.3 喷嘴的熔覆与加工40-43
• 4.3.1 喷嘴的熔覆40-42
• 4.3.2 扩孔42-43
• 4.3.3 零件的最终加工43
• 4.4 熔覆的现象与思考43-46
• 4.4.1 加热电流的再讨论43-44
• 4.4.2 涂层的熔化过程44-45
• 4.4.3 停机时间的选择45
• 4.4.4 入口角的确定45-46
• 4.5 本章小结46-48
• 第5章 水煤浆喷嘴涂层性能48-66
• 5.1 涂层的微观组织48-54
• 5.1.1 内孔表面形貌48-49
• 5.1.2 涂层外侧微观组织形貌49-50
• 5.1.3 涂层微观组织形貌50-51
• 5.1.4 涂层缺陷51-52
• 5.1.5 结合区的组织形貌52-54
• 5.2 涂层的显微硬度分析54-62
• 5.2.1 一号试样涂层不同区域显微硬度对比54-57
• 5.2.2 一号试样和三号试样显微硬度对比57-58
• 5.2.3 电火花加工对涂层纵向显微硬度的影响58-60
• 5.2.4 电火花加工对涂层横向显微硬度的影响60-62
• 5.3 涂层的耐腐蚀性分析62-64
• 5.4 本章小结64-66
• 结论66-68
• 参考文献68-74
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况74-76
• 致谢76

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