本文關(guān)鍵詞：后熱處理對(duì)激光熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織和性能的影響

  更多相關(guān)文章： 激光熔覆 自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層 后熱處理 顯微組織 摩擦磨損

【摘要】：激光熔覆是一個(gè)快速熔化和快速凝固的非平衡過(guò)程,進(jìn)而造成涂層內(nèi)有較大的殘余應(yīng)力,組織遠(yuǎn)離平衡態(tài)。涂層內(nèi)部產(chǎn)生高殘余應(yīng)力或者裂紋將制約其在實(shí)際工業(yè)上的應(yīng)用。對(duì)激光熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層進(jìn)行后熱處理可以有效改善涂層組織、降低殘余應(yīng)力從而獲得期望的性能,提高自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層在長(zhǎng)期服役過(guò)程中的壽命。本課題采用激光熔覆技術(shù)在304不銹鋼基體表面制備了Ni60/h-BN自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層,及在鈦合金Ti6Al4V基體表面原位合成Ti_2SC/CrS自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層,并對(duì)兩種涂層進(jìn)行了后熱處理。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、顯微硬度計(jì)、儀器化納米壓入設(shè)備以及HT1000型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等現(xiàn)代分析手段對(duì)涂層的物相組成、顯微組織形貌、硬度及摩擦磨損性能等進(jìn)行綜合分析研究,重點(diǎn)分析了后熱處理對(duì)激光熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,在304不銹鋼表面制備的自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層與基體呈冶金結(jié)合,無(wú)明顯裂紋和氣孔。未經(jīng)過(guò)后熱處理和經(jīng)過(guò)1 h及2 h后熱處理涂層主要物相均為γ-(Ni,Fe)固溶體、CrB陶瓷相和h-BN自潤(rùn)滑相。未經(jīng)過(guò)后熱處理涂層的顯微硬度為641.1 HV_(0.5),后熱處理1 h涂層的顯微硬度為701.2 HV_(0.5),經(jīng)過(guò)2 h后熱處理涂層的顯微硬度又降低,為652.4 HV_(0.5)。未經(jīng)過(guò)后熱處理和經(jīng)過(guò)1 h及2 h后熱處理涂層內(nèi)γ-(Ni,Fe)固溶體硬度分別為5.09 GPa、7.20 GPa和3.77 GPa。涂層經(jīng)過(guò)熱處理后摩擦系數(shù)發(fā)生明顯降低,后熱處理的時(shí)間對(duì)摩擦系數(shù)的影響不大,但對(duì)耐磨性有明顯影響。經(jīng)過(guò)1 h后熱處理涂層表現(xiàn)出最優(yōu)異的耐磨減摩性能,其磨損表面光滑,磨屑集中為粉末狀,磨損機(jī)理主要表現(xiàn)為輕微的磨粒磨損。鈦合金Ti6Al4V基體表面激光熔覆原位合成Ti_2SC/CrS自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層物相主要包括NiTi_2、Cr_3C_2、Cr_7C_3、TiC、Ti_2SC和CrS。1 h后熱處理對(duì)涂層的物相組成沒(méi)有顯著的影響,但涂層顯微硬度略有下降。未經(jīng)過(guò)后熱處理涂層的顯微硬度為1168 HV_(0.5),經(jīng)過(guò)后熱處理涂層的顯微硬度為1076 HV_(0.5)。由于自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層中自潤(rùn)滑相Ti_2SC和CrS存在,涂層表現(xiàn)出比未添加WS2制備的耐磨涂層更優(yōu)異的耐磨減摩效果。更重要的是,自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層經(jīng)過(guò)后熱處理后,涂層的減摩性能略有上升,耐磨性能顯著提升,涂層磨損表面近乎光滑,對(duì)磨球的磨合表面品質(zhì)良好無(wú)明顯塑性變形。磨損機(jī)理主要為輕微的磨粒磨損、氧化磨損以及氧化膜和潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移膜的形成。
【關(guān)鍵詞】：激光熔覆 自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層 后熱處理 顯微組織 摩擦磨損
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 表面工程技術(shù)11-12
• 1.2 激光熔覆12-14
• 1.2.1 激光熔覆技術(shù)及其應(yīng)用12-13
• 1.2.2 激光熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層13-14
• 1.3 激光熔覆涂層開(kāi)裂及其防止措施14-16
• 1.4 熱處理對(duì)激光熔覆涂層組織和性能影響16-17
• 1.5 研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 試驗(yàn)材料與方法19-27
• 2.1 試驗(yàn)材料19-21
• 2.1.1 基體材料19
• 2.1.2 熔覆粉末材料19-21
• 2.2 激光熔覆試驗(yàn)及后熱處理工藝21-23
• 2.2.1 激光熔覆涂層制備21-22
• 2.2.2 后熱處理工藝22-23
• 2.3 物相分析和顯微組織23
• 2.4 顯微硬度測(cè)試23
• 2.5 納米壓痕試驗(yàn)23-25
• 2.6 摩擦磨損試驗(yàn)25-27
• 第三章 后熱處理對(duì)304不銹鋼激光熔覆Ni60/h-BN自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織和性能的影響27-44
• 3.1 引言27
• 3.2 熔覆材料選擇27-28
• 3.3 激光熔覆及后熱處理工藝參數(shù)28-29
• 3.3.1 激光熔覆工藝參數(shù)28-29
• 3.3.2 后熱處理工藝參數(shù)29
• 3.4 摩擦磨損試驗(yàn)工藝參數(shù)29
• 3.5 后熱處理對(duì)涂層物相和顯微組織的影響29-34
• 3.5.1 激光熔覆涂層的宏觀形貌29-30
• 3.5.2 XRD衍射分析30-31
• 3.5.3 顯微組織分析31-34
• 3.6 后熱處理對(duì)涂層力學(xué)性能的影響34-38
• 3.6.1 顯微硬度分析34-35
• 3.6.2 納米硬度和彈性模量分析35-38
• 3.7 后熱處理對(duì)涂層的摩擦學(xué)性能的影響38-42
• 3.7.1 摩擦系數(shù)和磨損率分析39-40
• 3.7.2 磨損形貌及磨屑分析40-42
• 3.8 本章小結(jié)42-44
• 第四章 后熱處理對(duì)鈦合金Ti6Al4V激光熔覆原位合成Ti_2SC/CrS自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織和性能的影響44-65
• 4.1 引言44-45
• 4.2 熔覆材料選擇45
• 4.3 激光熔覆試驗(yàn)及后熱處理工藝45-46
• 4.3.1 激光熔覆工藝參數(shù)45-46
• 4.3.2 后熱處理工藝參數(shù)46
• 4.4 摩擦磨損試驗(yàn)工藝參數(shù)46
• 4.5 后熱處理對(duì)涂層的物相和顯微組織的影響46-54
• 4.5.1 激光熔覆涂層的宏觀形貌46-47
• 4.5.2 XRD衍射分析47-48
• 4.5.3 顯微組織分析48-54
• 4.6 后熱處理對(duì)涂層顯微硬度的影響54-56
• 4.7 后熱處理對(duì)涂層的摩擦學(xué)性能的影響56-64
• 4.7.1 摩擦系數(shù)和磨損率分析56-58
• 4.7.2 涂層磨損形貌分析58-60
• 4.7.3 磨屑分析60-61
• 4.7.4 對(duì)偶件磨損形貌及磨損機(jī)理分析61-64
• 4.8 本章小結(jié)64-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間本人公開(kāi)發(fā)表的論文及獲獎(jiǎng)74-76
• 致謝76-77

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本文編號(hào)：551321