热喷涂—丝网印刷复合制备石墨烯—铁基复合涂层耐磨性研究
[Abstract]:With the development of economy and the innovation of science and technology, the requirement of material performance is more and more severe, and the requirement of industrial material for its own performance is more and more high, especially the metal material has become the skeleton of the whole industrial production system. For metallic materials, the annual consumption of metal materials due to friction and wear accounts for 0% of the world's energy consumption, which causes great economic losses to the society and the country. Therefore, it is necessary to make use of the surface engineering technology to improve the wear resistance of metal materials while giving them more excellent properties. Graphene has many excellent properties due to its unique structure. It has a potential application value in improving the wear resistance of metal surface because of its good wear resistance. In order to solve the problem that the adhesion between graphene and metal is not strong, in this paper, the method of screen printing combined with thermal spraying is adopted. In order to maximize the excellent performance of graphene, other metal particles are introduced as little as possible. Graphene-iron composite coatings were prepared and characterized by SEM, tribological properties and mechanical properties were studied, and the optimum range of process parameters was explored. In this paper, the method of screen printing is used for the first time, graphene is coated on the steel substrate, and the composite coating is prepared by thermal spraying, which solves the problem that the adhesion between graphene and metal is not strong. At the same time, it also solves the problem of uneven distribution of graphene prepared by traditional metal powder doping. A new way of preparing graphene composite coating is provided. By analyzing the tribological properties of graphene, it is concluded that the friction coefficient of the coating decreases with the addition of graphene, and the decrease of the friction coefficient is related to the uniformity of the distribution of graphene. The more uniform the distribution of graphene is, the smaller the friction coefficient is. The wear resistance of the coating was improved by the addition of graphene, and the increase of wear resistance was related to the content of graphene. The higher the content of graphene, the better the wear resistance of the coating. The range of wear loss is between 30% and 45%. Through the analysis of its mechanical properties, it is concluded that the addition of graphene reduces the adhesion between the coating and the substrate, and improves the hardness of the coating. Under the same process conditions, the adhesion between the coating and the substrate was reduced by 718%, and the hardness of the coating was increased by the addition of graphene, because the hardness dispersion of the composite coating was strong. It is therefore impossible to arrive at an accurate range of improvements. Through the above analysis, a set of complete technological process and the best parameter combination range are summarized, which is of great theoretical and practical significance for the development of the application of graphene composite coating on metal surface in tribology field. It has important basic academic value for enriching and developing the application of graphene in material surface engineering.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB306
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,本文编号:2219505
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