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添加剂铜对等离子喷涂WC-Co涂层的影响研究

作　者: 赵艳艳
导　师: 高阳
学　校: 大连海事大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 等离子喷涂 添加剂铜 孔隙率 硬度 摩擦磨损性能
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


热喷涂WC-Co涂层以其良好的抗磨料磨损和抗冲蚀磨损等性能,已被广泛用作航空、汽车等行业耐磨零件的保护层。WC-Co合金中,WC是弥散硬质相,Co作为粘结相把WC弥散硬质相颗粒粘结在一起,使涂层具有一定的强度和韧性。本文采用大连海事大学自行研制开发的低功率等离子喷涂设备Plasma LE-15制备涂层,利用添加剂降低涂层孔隙的方法,通过XRD、SEM等分析手段对涂层进行显微分析,研究添加铜粉的WC-Co涂层的组织形貌、孔隙率、硬度、相成分等与喷涂参数的关系,在此基础上探讨了添加铜粉的WC-Co涂层的形成机理及添加铜粉降低涂层孔隙的原理,测试添加铜粉后涂层摩擦磨损性能的变化。得到结论如下:1.喷涂工艺参数对涂层质量影响很大。喷涂功率越高,涂层孔隙率越低,硬度越高。2.涂层的硬度受到孔隙率和硬质相WC含量的共同影响。涂层孔隙率越低,硬质相WC含量越高,涂层的硬度越高。3.涂层的相组成主要包括WC及其脱碳产物W2C以及铜的氧化物Cu2O、CuO等,对碳化钨的脱碳起到了一定的抑制作用。4.铜由于其熔点低,表面活性好,液态粘度低,流动性好,填充到涂层的孔隙中,起到降低涂层孔隙率的作用。GP12球形粉末在相同的喷涂功率下扁平化好,组织比YF112棱角形粉末更加致密,且孔隙尺寸相对小。5.YF112涂层中添加铜粉,一方面降低了涂层的摩擦系数,但同时又降低了涂层的耐磨性,可根据实际工况需要选择如何配比。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-26
  1.1 本文的研究背景  10-11
  1.2 热喷涂概述  11-14
    1.2.1 热喷涂的原理  11-12
    1.2.2 热喷涂的种类  12-14
    1.2.3 热喷涂的特点  14
  1.3 等离子喷涂简介  14-20
    1.3.1 等离子喷涂的特点  14-15
    1.3.2 等离子喷涂的种类  15-16
    1.3.3 低功率等离子喷涂的特性与应用  16-20
  1.4 国内外研究现状  20-24
    1.4.1 碳化钨粉末的特点及制备方法  20-21
    1.4.2 碳化钨涂层的制备方法  21-22
    1.4.3 碳化钨涂层的性能  22-23
    1.4.4 降低涂层孔隙率的方法  23-24
  1.5 本文的研究内容、目的和意义  24-26
第2章 喷涂工艺参数对涂层性能的影响及最终工艺参数的确定  26-44
  2.1 等离子喷涂工艺  26-29
    2.1.1 喷涂前的准备  26
    2.1.2 喷涂材料的选择  26-27
    2.1.3 喷涂工艺参数的确定  27-28
    2.1.4 喷涂后处理  28-29
  2.2 涂层的制备  29-31
  2.3 喷涂工艺参数的选择  31-34
    2.3.1 等离子喷涂常用的喷涂气体及其特性  31-33
    2.3.2 喷涂工艺参数  33-34
  2.4 工艺参数对涂层孔隙率的影响  34-40
    2.4.1 涂层孔隙率  34-35
    2.4.2 涂层孔隙率实验结果  35-38
    2.4.3 工艺参数与孔隙率的关系研究  38-40
  2.5 工艺参数对涂层硬度的影响  40-41
  2.6 最佳喷涂工艺参数的确定  41-42
  2.7 本章小结  42-44
第3章 添加铜对碳化钨涂层性能的影响及其作用机理  44-60
  3.1 添加铜对碳化钨涂层性能的影响  44-48
    3.1.1 添加铜对碳化钨涂层孔隙率的影响  45-47
    3.1.2 添加铜对碳化钨涂层硬度的影响  47-48
  3.2 涂层形成机理的研究  48-55
    3.2.1 喷涂颗粒扁平化的研究  48-50
    3.2.2 铜和碳化钨涂层形成机理的讨论  50-55
  3.3 添加铜降低涂层孔隙的作用机理分析  55-59
    3.3.1 涂层孔隙形成机制  55-56
    3.3.2 铜在涂层中的表征  56-59
  3.4 本章小结  59-60
第4章 涂层的摩擦磨损性能  60-68
  4.1 试样制备及实验方法  60-62
  4.2 涂层的摩擦系数  62-63
  4.3 涂层的耐磨性能  63-64
  4.4 摩擦磨损机理  64-67
  4.5 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-74
攻读学位期间公开发表论文  74-75
致谢  75-76
研究生履历  76

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术 > 金属复层保护
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