電弧噴涂粉芯絲材及其涂層的磨損特性研究.pdf

1、該研究設(shè)計(jì)了幾種耐磨粒磨損和抗高溫沖蝕磨損的涂層體系.采用低碳鋼帶、鎳帶包覆一定粒度的合金粉、Cr3C2陶瓷粉獲得用于電弧噴涂的粉芯絲材.測(cè)試了噴涂層的結(jié)合強(qiáng)度、硬度以及抗熱震性能.通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)、能譜儀(EDS)等分析手段研究了噴涂層的微觀結(jié)構(gòu),并研究了稀土元素對(duì)FeNiBCrSi系涂層的抗磨粒磨損性能的影響,以及MC系和鎳基噴涂層的高溫沖蝕磨損特性及機(jī)理,對(duì)噴涂層在溫度為650℃的熱腐蝕行為進(jìn)

2、行了研究,為研制的幾種熱噴粉芯絲材的工業(yè)應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ).該研究獲得的主要成果如下:采用含自熔合金的成分,設(shè)計(jì)了FeNiBCrSi涂層體系,并添加了一定量的稀土元素.結(jié)果表明:涂層的結(jié)合強(qiáng)度較高(大于57MPa),稀土對(duì)提高涂層結(jié)合強(qiáng)度的作用不明顯.稀土能提高涂層的硬度,稀土添加量對(duì)提高涂層硬度的最佳范圍約為0.5％~1.0%.稀土能提高涂層的耐磨性,稀土對(duì)耐磨性的提高與稀土的含量不是線性關(guān)系,稀土含量大于0.7%后,耐磨性稍有下降之

3、后趨于穩(wěn)定.添加稀土提高涂層耐磨性的機(jī)理是稀土提高了涂層的塑性和硬度,增強(qiáng)了硬質(zhì)相與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度,并且對(duì)硬質(zhì)相形成元素硼進(jìn)行了有效保護(hù),極大地提高了硼的過(guò)渡系數(shù),進(jìn)而改善了涂層抗磨損性能.含稀土的涂層在磨粒磨損過(guò)程中磨損機(jī)理為多次塑性變形導(dǎo)致斷裂.此外,還發(fā)現(xiàn)了涂層磨損后其硬度都有所提高,其中稀土含量大于0.7%的涂層硬度提高幅度較大.熱處理對(duì)不含稀土涂層的顯微硬度有影響,在650℃以下時(shí),隨著熱處理溫度的提高,顯微硬度有所提高.

4、而對(duì)含稀土的涂層影響不大.綜合涂層的抗磨粒磨損性能、抗熱腐蝕性能及抗熱震性能,得出含稀土元素為1.5%的B15配方綜合性能最佳.通過(guò)用純鎳帶包覆預(yù)制的Cr-B-Si粉以及Cr、Cr3C2、少量B-Fe粉獲得兩種新型熱噴涂粉芯絲材.研究了電弧噴涂鎳基粉芯絲材及市售PS45高鎳鉻合金實(shí)心絲材噴涂層的結(jié)合強(qiáng)度、顯微組織、相組成、顯微硬度、熱震性能和高溫沖蝕磨損行為.研究了涂層在650℃時(shí)的熱腐蝕性能,研究涂層組織與熱腐蝕性能之間的關(guān)系,并探討