基于表面喷涂对体育器材的磨损分析

发布时间：2021-08-08 00:49

　　文章主要对体育器材的磨损性能受到表面喷涂的影响情况进行了分析,针对体育器械表面涂层主要从涂层结合强度和磨损失重两方面出发,分析了电弧喷涂对其组织与性能产生的影响,并在此基础上对喷涂工艺参数进行优化,在31V喷涂电压为和250A电流下采用0.5MPa雾化空气压力在210mm处进行喷涂可获得最佳的体育器材表面电弧喷涂工艺效果,涂层结合强度同器械表面涂层厚度呈现反比关系、在热处理温度持续升高的情况下则呈现出先增加后降低的趋势。并以镁合金体育器械为例分析了表面喷涂同磨损性能间的关系。 

【文章来源】：粘接. 2020,44(12)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

涂层耐磨性受到不同喷涂参数影响情况的测试结果

图2为器械表面涂层结合强度受到不同喷涂工艺参数影响的测试结果，仅改变一项喷涂参数、其他参数相同：持续增加的喷涂电流和电压均能够提高结合强度，在电弧喷涂体育器械表面时通过电压和电流的适当增加可使涂层结合强度得到显著提升，涂层结合强度随着喷涂距离的不断增加则呈现出先增加后降低的趋势，涂层结合强度在0.55MPa的雾化空气压力下时最小。根据上述磨损失重和涂层结合强度测试结果，进行工艺优化，采用碳氮合金化涂层获得最佳电弧喷涂效果时对应的参数为：喷涂距离为210mm、喷涂电压为31V、电流为250A、雾化空气压力为0.5MPa，此时的涂层表面形貌和能谱分析结果如图3所示，可见涂层表面未见明显缺陷，但在白色基体中存在灰色物质，其主要构成元素为Fe、O、Cr等，基体金属间具有较好的连接效果。在此基础上考察涂层结合强度受到5种不同厚度涂层的影响情况，具体测试结果为：涂层结合强度随表面涂层厚度的持续增加而表现为逐渐下降的趋势，在涂层厚度分别为0.31mm、0.46mm、0.6mm、0.71mm、0.82mm时，结合强度分别为24.9MPa、18.2MPa、17.6MPa、16.3MPa、15.6MPa。涂层硬度和磨损质量损失受到5种涂层厚度（0.31mm、0.46mm、0.6mm、0.71mm和0.82mm）影响情况的测试结果表明：随着随涂层厚度的不断增加，涂层硬度分别为298HV、312HV、374HV、428HV和510HV（逐渐增加），磨损质量损失分别为158mg、136mg、108mg、104mg和101mg（逐渐降低）[4]。图3 涂层表面形貌和能谱分析

图2 涂层结合强度受到不同喷涂参数影响的测试结果采用4种不同热处理温度回火热处理0.6mm厚的涂层，保温20min后，具体测试结果如表4所示，在热处理温度不断升高的情况下，涂层的结合强度呈现先增加后下降的趋势，并在550℃时得到最大结合强度，涂层的磨损质量损失则逐渐降低，涂层在不断上升的热处理温度的作用下会有大量碳氮硬质相析出（明显降低了磨损质量损失），这是涂层耐磨性能得以显著提高的主要原因[5]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]体育器械用碳纤维复合材料的工艺优化与性能研究[J]. 高鹏,周鸿.  合成材料老化与应用. 2019(04)
[2]镁合金体育器械的表面喷涂与性能研究[J]. 张智文.  热加工工艺. 2018(08)
[3]冷喷涂铝涂层及其耐磨性能研究[J]. 贾利,崔烺,刘光,郑子云.  兵器材料科学与工程. 2017(03)
[4]机械液压杆的表面喷涂与涂层耐磨性能研究[J]. 赵春,张顺.  铸造技术. 2016(12)
[5]体育器械用镁合金的表面改性与性能研究[J]. 郭亚举.  热加工工艺. 2016(22)
[6]超音速火焰喷涂微、纳米结构WC-10Co4Cr涂层及其性能[J]. 陈小明,周夏凉,吴燕明,王莉容,赵坚,毛鹏展,伏利,马红海,赵鹏.  金属热处理. 2016(05)
[7]体育器械用AZ31镁合金表面等离子喷涂涂层的组织与性能研究[J]. 刘利夫,张华.  铸造技术. 2015(01)
[8]镁合金表面激光熔覆Al-Si/Al2O3-TiO2复合涂层界面特征及耐磨性[J]. 崔泽琴,王文先,吴宏亮,许并社.  中国激光. 2011(06)



本文编号：3328868