Cr_2O_3陶瓷涂层摩擦磨损性能研究

发布时间：2017-06-28 02:11

  本文关键词：Cr_2O_3陶瓷涂层摩擦磨损性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Cr_2O_3陶瓷涂层在摩擦过程中产生的热应力比较小，涂层不容易发生严重断裂，，具有孔隙率低、摩擦系数低、导热系数高、耐腐蚀性、高硬度等特性，适用于高温、腐蚀和磨损等特殊工作环境，涂层在摩擦学领域具有广阔的应用前景。因此，研究其工艺及摩擦磨损机理具有重要意义。 本文所用喷涂粉末是将Cr_2O_3陶瓷粉末与玻璃釉料分别按质量比65%，80%，85%，95%,100%混合，烧结900℃后球磨，过200目筛即可。采用CP-3000型亚音速喷枪在45钢上分别喷涂各比例的Cr_2O_3陶瓷涂层，并在电阻炉中烧结1066℃。在室温下对Cr_2O_3陶瓷涂层进行摩擦实验，结合扫描电镜(SEM)、体式显微镜等手段，观察其磨损前后涂层的表面形貌，对摩擦磨损性能进行了分析和研究。同时采用ANSYS软件模拟研究了热喷涂陶瓷涂层上不同扁平率的单个粒子受到切向摩擦力时，界面的应力分布。实验结果表明: （1）喷涂距离为150mm-300mm时，Cr_2O_3陶瓷涂层的摩擦磨损性能随喷涂距离的增大而加强。热喷涂时最佳工艺参数为:压缩空气压力为0.36MPa，氧气压力为0.5MPa，乙炔压力为0.05MPa，预热温度为400℃，喷涂距离为150mm。 （2）Cr_2O_3陶瓷涂层的质量损失和质量损失比均随玻璃釉料的添加量而先减后增。实验结果表明比例为95%左右时Cr_2O_3陶瓷涂层的摩擦磨损性能最好。 （3）Cr_2O_3陶瓷涂层质量损失随着载荷的增大，先减后增，随时间的增加而增大，且时间对Cr_2O_3陶瓷涂层质量损失的影响更大。 （4）涂层上粒子的扁平化程度越好，Cr_2O_3陶瓷涂层的摩擦磨损性能也就越好。 （5）Cr_2O_3陶瓷涂层的磨损机理为轻微的磨粒磨损和轻微的脆性剥落共同作用。 （6）当热喷涂Cr_2O_3陶瓷涂层受到切向力摩擦时，粒子扁平化良好的涂层界面法向应力与剪切应力都较小，粒子不易出现剥落，涂层具有良好的耐磨性能。
【关键词】：Cr_2O_3陶瓷涂层 玻璃釉料 热喷涂 摩擦磨损 ANSYS分析
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG174.453
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 前言8
• 1.2 耐磨陶瓷涂层研究现状8-10
• 1.3 热喷涂粉末的制备、性能及研究现状10-12
• 1.4 陶瓷涂层的制备工艺及性能比较12-15
• 1.5 立项依据及意义15-16
• 1.6 研究内容、创新点及目的16-17
• 第二章 Cr_2O_3陶瓷涂层的制备及性能测试17-24
• 2.1 试样的制备17-21
• 2.2 涂层性能测试21-24
• 第三章 Cr_2O_3陶瓷涂层摩擦磨损性能研究24-53
• 3.1 工艺参数对涂层摩擦磨损性能的影响24-39
• 3.2 粉末配比对涂层摩擦磨损性能的影响39-46
• 3.2.1 Cr_2O_3陶瓷涂层的制备39-41
• 3.2.2 摩擦磨损实验结果41-44
• 3.2.3 磨损表面形貌分析44-46
• 3.3 磨损条件对涂层摩擦磨损性能的影响46-47
• 3.4 粒子扁平程度对涂层摩擦磨损性能的影响47-49
• 3.5 Cr_2O_3涂层摩擦磨损机理分析49-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 Cr_2O_3陶瓷涂层摩擦磨损有限元建模及分析53-61
• 4.1 有限元模型建立53-55
• 4.2 计算结果分析55-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第五章 结论和展望61-63
• 5.1 结论61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-68
• 附录68-69
• 致谢69

【共引文献】

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本文编号：492117