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高温涂料保护熔覆技术的研究

作　者: 田浩亮
导　师: 赵程
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料学
关键词: Ni60自熔性合金粉末高温保护涂层熔覆层性能零稀释率熔覆冶金结合
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 104次
引　用: 1次
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内容摘要

熔覆技术是一种新的金属表面处理技术,在工业技术领域有着广阔的应用前景。镍基合金具有耐磨、耐蚀、耐热等优异的综合性能,是一种应用广泛的熔覆材料。但要研究一种高效节能且能达到零稀释率的熔覆技术是工程技术人员的最新课题。本文推出了一种新的熔覆方法——高温涂料保护熔覆技术,方法是在低碳钢的表面先依次预涂一层镍基自熔性合金粉末和一层高温保护涂料,然后将烘干后的试样放入高温电阻炉内加热,在高温涂料的保护下,一旦加热至自熔性合金粉末的熔点,自熔性合金粉末就会在试样表面自行铺展开,最后取出试样冷至室温即可获得表面平整、组织致密、结合牢固的熔覆层。论文首先对高温涂料保护熔覆技术所需用的粘结剂和高温涂料的配方进行了优化选择,接着通过大量实验确定出最佳的熔覆工艺参数,同时借助于一些先进的分析仪器和分析方法,如金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、显微硬度计等对熔覆层的金相组织、微观结构、合金元素分布和表面硬度等进行了系统的研究。研究结果表明:在高温涂料保护熔覆过程中,高温保护涂料能够对基体和熔覆层起到很好的防氧化保护和熔覆层成形的作用,熔覆层表面平整、组织致密,熔覆层主要由γ-[Fe,Ni]、Cr0.19Fe0.7Ni0.11相和一些硬质碳化物Cr7C3和Cr23C6组成。在高温作用下,熔覆层与基体之间发生了原子相互扩散,证明了熔覆层与基体之间是具有零稀释率特征的冶金结合。通过对高温涂料保护熔覆后的试样进行正火处理,可以改善基体的组织和性能,消除因高温熔覆对基体材料带来的不利影响。通过高温涂料保护熔覆与感应熔覆的比较,发现高温涂料保护熔覆层质量好,熔覆设备投资少,可以对各种形状零件表面进行熔覆处理,是一种高效节能的熔覆处理新技术。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-31
  1.1 选题背景  9-10
  1.2 表面处理技术  10-13
    1.2.1 表面处理技术概论  10-12
    1.2.2 表面处理技术的分类  12-13
  1.3 热喷涂、堆焊、喷焊及熔覆工艺  13-26
    1.3.1 热喷涂  13-17
    1.3.2 堆焊  17-21
    1.3.3 喷焊  21-23
    1.3.4 熔覆  23-26
  1.4 熔覆用自熔性合金粉末  26-28
    1.4.1 自熔性合金粉末的特点  26-27
    1.4.2 自熔性合金粉末  27-28
  1.5 选题创新意义及其可行性  28-31
2 熔覆用粘结剂的研究  31-37
  2.1 实验目的  31
  2.2 实验材料  31-32
  2.3 实验设备  32-35
  2.4 实验过程  35
  2.5 实验结果  35-36
  2.6 本章小结  36-37
3 熔覆用高温涂料的研究  37-44
  3.1 实验材料  38
  3.2 实验设备  38-39
  3.3 实验过程  39
  3.4 初步实验结果  39-40
  3.5 最终实验结果  40-43
  3.6 本章小结  43-44
4 高温涂料保护下熔覆工艺的研究  44-52
  4.1 实验材料及实验方法  44-46
    4.1.1 实验材料  44-45
    4.1.2 实验设备  45
    4.1.3 实验过程  45-46
  4.2 实验结果及分析讨论  46-51
    4.2.1 熔覆温度对熔覆层致密度的影响  46-47
    4.2.2 保温时间对熔覆层形貌的影响  47-49
    4.2.3 不同冷却方式对熔覆层性能的影响  49-51
    4.2.4 正火处理提高基体性能  51
  4.3 本章小结  51-52
5 高温涂料保护下熔覆层性能的研究  52-59
  5.1 实验材料与实验方法  52-53
    5.1.1 实验材料  52
    5.1.2 实验过程  52-53
  5.2 实验结果及分析讨论  53-55
    5.2.1 熔覆层及界面的显微分析  53
    5.2.2 熔覆层的物相分析  53-54
    5.2.3 熔覆层的界面成分分析  54-55
    5.2.4 显微硬度分析  55
  5.3 零稀释率熔覆处理工艺机理  55-58
  5.4 本章小结  58-59
6 与感应熔覆制备的熔覆层性能的比较  59-64
  6.1 实验材料及实验方法  59-60
    6.1.1 实验材料  59
    6.1.2 高温涂料保护熔覆  59
    6.1.3 感应熔覆  59-60
    6.1.4 分析测试  60
  6.2 实验结果与分析讨论  60-63
    6.2.1 熔覆层及其界面的显微分析  60-62
    6.2.2 熔覆层的物相分析  62
    6.2.3 显微硬度分析  62-63
  6.3 本章小结  63-64
7 总结  64-65
结束语  65-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
攻读硕士期间已发表论文  71-72

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