镍基自熔合金涂层组织及耐磨性能研究

发布时间：2017-08-02 17:36

  本文关键词：镍基自熔合金涂层组织及耐磨性能研究

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【摘要】：本实验主要采用大气等离子喷涂在45#钢表面喷涂镍基自熔性合金粉末,对涂层进行重熔处理,以获得具有良好的耐磨、耐腐蚀涂层。喷涂后形成的涂层具有较高的孔隙率,而且在涂层与基体之间的界面处具有较多的微裂纹,从而降低了涂层的耐磨性和结合力。为了改善涂层性能,在喷涂好的试样涂层表面刷硼酸饱和水溶液,分别采用高温箱式电阻炉重熔和高频感应加热重熔的方式对刷硼酸饱和水溶液和未刷硼酸饱和水溶液的试样进行重熔处理,然后利用光学显微镜观察两种涂层的组织变化,测试重熔前后两种涂层的硬度以及成分变化,并测试重熔前后两种涂层的耐磨性。在镍基自熔合金粉末中,分别添加质量分数为10%和20%的镍铬碳化铬粉末,充分混合均匀后采用大气等离子喷涂在45#钢表面喷涂,喷涂后通过高频感应重熔方式对涂层进行加热重熔,然后利用光学显微镜观察两种涂层的组织变化,测试重熔后两种涂层的硬度以及耐磨性,与镍铬碳化铬粉末喷涂的涂层进行比较。实验结果表明,刷硼酸饱和水溶液和未刷硼酸饱和水溶液的涂层,重熔处理后的涂层孔隙消失,组织变得均匀、细小,硬度降低,耐磨性增强;在涂层与基体之间形成了过渡层,成分主要为镍基固溶体,大大提高了涂层与基体的结合强度。随着镍铬碳化铬粉末质量分数的增加,涂层的硬度会有所升高,耐磨性增强。
【关键词】：镍基自熔合金 大气等离子喷涂 重熔 微观结构 显微硬度
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 引言11-12
• 1.2 自熔合金12-14
• 1.2.1 自熔合金及其特点12-13
• 1.2.2 镍基自熔性合金粉末13-14
• 1.3 热喷涂原理及应用14-19
• 1.3.1 热喷涂技术概述14-15
• 1.3.2 热喷涂的特点及分类15-17
• 1.3.3 等离子喷涂技术概述17
• 1.3.4 等离子喷涂技术特点17-18
• 1.3.5 等离子喷涂技术的发展18-19
• 1.4 重熔技术19-23
• 1.4.1 重熔技术的概述19
• 1.4.2 重熔方法19-20
• 1.4.3 感应重熔技术20-23
• 1.5 本文研究目的及内容23-25
• 第2章 实验设备与实验方法25-36
• 2.1 基体材料及预处理25
• 2.2 喷涂材料及方法25-27
• 2.2.1 喷涂材料25-26
• 2.2.2 喷涂方法26-27
• 2.3 涂层与试样的制备27-32
• 2.3.1 重熔条件的选择27-28
• 2.3.2 重熔镍基自熔合金涂层的制备28-31
• 2.3.3 重熔刷硼酸饱和水溶液镍基自熔合金涂层的制备31
• 2.3.4 感应重熔镍基自熔合金中不同含量Cr_3C_2-NiCr涂层的制备31
• 2.3.5 试样的制备31-32
• 2.4 涂层的检测32-36
• 2.4.1 涂层的显微组织观察32
• 2.4.2 涂层的扫描电镜及能谱分析32-33
• 2.4.3 涂层的硬度测量33-34
• 2.4.4 涂层的耐磨性实验34-36
• 第3章 电阻炉加热有无硼酸涂层的研究36-50
• 3.1 电阻炉加热无硼酸涂层结果与分析36-41
• 3.1.1 金相显微组织观察36-38
• 3.1.2 涂层的显微硬度分析38-39
• 3.1.3 扫描电镜及能谱分析39-41
• 3.2 电阻炉加热有硼酸涂层结果与分析41-46
• 3.2.1 金相显微组织观察41-43
• 3.2.2 涂层的显微硬度分析43-44
• 3.2.3 扫描电镜及能谱分析44-46
• 3.3 有无硼酸涂层从涂层到基体硬度对比分析46-47
• 3.4 不同加热温度下对有无硼酸涂层硬度影响分析47-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 感应重熔加热有无硼酸涂层的研究50-62
• 4.1 感应重熔无硼酸涂层结果与分析50-54
• 4.1.1 金相显微组织观察50-51
• 4.1.2 涂层的显微硬度分析51-52
• 4.1.3 涂层的耐磨性分析52-54
• 4.2 感应重熔有硼酸涂层结果与分析54-58
• 4.2.1 金相显微组织观察54-56
• 4.2.2 涂层的显微硬度分析56
• 4.2.3 涂层的耐磨性分析56-58
• 4.3 有无硼酸涂层硬度及耐磨性对比分析58-60
• 4.4 感应加热与电阻炉1050℃加热无硼酸涂层硬度对比分析60-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 感应重熔不同质量分数Cr_3C_2-NiCr镍基自熔合金涂层的研究62-74
• 5.1 感应重熔Cr_3C_2-NiCr质量分数10%的镍基自熔合金涂层62-67
• 5.1.1 金相显微组织观察62-63
• 5.1.2 涂层的显微硬度分析63-64
• 5.1.3 涂层的耐磨性分析64-67
• 5.2 感应重熔Cr_3C_2-NiCr质量分数20%的镍基自熔合金涂层67-71
• 5.2.1 金相显微组织观察67-68
• 5.2.2 涂层的显微硬度分析68-69
• 5.2.3 涂层的耐磨性分析69-71
• 5.3 两种不同质量分数涂层重熔后硬度及耐磨性对比分析71-72
• 5.4 感应重熔无Cr_3C_2-NiCr和20%Cr_3C_2-NiCr涂层耐磨性对比分析72-73
• 5.5 本章小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-79
• 攻读学位期间公开发表论文79-80
• 致谢80

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本文编号：610483