H13作為一種常用熱作模具鋼,目前還沒有一種有效提高其耐磨性和使用壽命的方法。為了尋找能夠用于熱作模具鋼表面強(qiáng)化與修復(fù)的噴涂方法及材料,提高模具表面的硬度和耐磨性,并基于超音速火焰噴涂的優(yōu)點(diǎn),采用超音速火焰噴涂法制備了85%H13/15%Ni-WC（1#涂層）、75%H13/25%Ni-WC（2#涂層）涂層及兩者疊加的梯度涂層。分析了所用粉末和各涂層的微觀形貌、物相結(jié)構(gòu)及界面結(jié)合機(jī)理,考察了各涂層表面粗糙度、顯微硬度和剪切結(jié)合強(qiáng)度,測試了各涂層的熱疲勞性能與高溫摩擦磨損性能。制備的三種涂層組織分布均勻,層與層間結(jié)合緊密,各涂層和基體間的結(jié)合方式為機(jī)械結(jié)合;1#、2#涂層及梯度涂層主要的物相為γ-Fe、Cr、WC,與噴涂前粉末的XRD圖譜對比基本一致,涂層的物相中多了Mo₂C相,但峰值強(qiáng)度較小,因Mo在常溫下穩(wěn)定,但在高于800℃時(shí)會(huì)與碳、碳?xì)浠衔锘蛞谎趸挤磻?yīng)生成Mo₂C,因此噴涂過程中在超音速焰流加熱的條件下,生成了少量的Mo₂C;2#涂層的表面顯微硬度最高,梯度涂層次之,1#涂層最低,但均高于H13鋼基體,梯度涂層... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱噴涂技術(shù)涂層形成過程

圖 1-2 超音速火焰噴涂原理圖火焰噴涂特點(diǎn)術(shù)的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在[35]：方法對基體材料組織與性能造成的影響小，所以應(yīng)用的范法對粉末的特性造成的影響也相對較小，特別是低溫噴涂時(shí)原有性質(zhì)。噴涂粒子的速度高,高速區(qū)范圍大，噴射粒子撞擊能量大，s~650m/s，焰流速度一般高于 1800m/s 加熱后的粒子溫度很擊到基體上，形成涂層時(shí)變形充分，涂層粗糙度小，結(jié)合強(qiáng)涂層的孔隙率一般在 2%以下，接近或達(dá)到爆炸噴涂的效果。飛行速度快減少了在大氣中的時(shí)間，所以很少發(fā)生反應(yīng)，噴涂材料的特性，減少噴涂材料中不穩(wěn)定元素的損失，如碳

涂層各層粉末配比。表 2-2 H13 粉末的化學(xué)成分 （%）C Si Mn O Cr Mo V Fe0.39 0.72 0.4 0.02 5.28 1.3 0.1 余量表 2-3 涂層成分配比 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)％層數(shù) 1 21# 15%Ni/WC+85%H13 —2#25%Ni/WC+75%H13 —梯度涂層 15%Ni/WC+85%H13 25%Ni/WC+75%H13.2 涂層制備及噴涂設(shè)備涂層制備工藝流程圖如圖 2-1 所示

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]化學(xué)氣相沉積技術(shù)與材料制備[J]. 郭展郡.  低碳世界. 2017(27)
[2]HVOF噴涂WC-10Co4Cr涂層的性能及滑動(dòng)磨損機(jī)理[J]. 陳小明,周夏涼,吳燕明,伏利,趙堅(jiān),王莉容,毛鵬展,趙鵬,馬紅海.  表面技術(shù). 2017(03)
[3]超音速火焰制備硬質(zhì)陶瓷涂層及其性能研究[J]. 嚴(yán)淑群,閔小兵,秦松,夏光明,周建橋.  金屬材料與冶金工程. 2017(01)
[4]梯度功能材料的梯度設(shè)計(jì)與應(yīng)力分析[J]. 鄧子玉,陳麗婷.  沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[5]熱噴涂技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 蔡宏圖,江濤,周勇.  裝備制造技術(shù). 2014(06)
[6]等離子噴涂WC-12Co/NiCrAl復(fù)合涂層的摩擦磨損特性[J]. 郭華鋒,田宗軍,黃因慧.  中國表面工程. 2014(01)
[7]超音速火焰噴涂（HVAF）Ni-WC合金涂層組織與顯微硬度分析[J]. 張穎,王佳杰,王威,于久灝,王國星.  機(jī)械制造文摘(焊接分冊). 2013(02)
[8]熱噴涂金屬陶瓷復(fù)合涂層研究進(jìn)展[J]. 栗卓新,祝弘濱,李輝,孫日超.  材料工程. 2012(05)
[9]等離子噴涂熱障涂層材料彈性模量與硬度的壓痕測試分析[J]. 毛衛(wèi)國,陳強(qiáng),張斌,萬杰.  材料工程. 2011(10)
[10]物理氣相沉積技術(shù)的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 吳笛.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2011(04)

碩士論文
[1]功能梯度材料的制備及接觸模擬分析[D]. 孫喜閣.北京交通大學(xué) 2017
[2]銅合金基體熱噴涂NiCr-Cr3C2梯度涂層制備及性能研究[D]. 柯鵬.安徽工業(yè)大學(xué) 2017
[3]TiC/Fe金屬陶瓷及其梯度復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王嘉琪.北京交通大學(xué) 2017
[4]3Y-TZP/LZAS梯度涂層的制備、性能及組織結(jié)構(gòu)研究[D]. 劉建豪.西南科技大學(xué) 2016
[5]熱噴涂技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展調(diào)研分析[D]. 李君.吉林大學(xué) 2015
[6]HVOF在熱作模具鋼H13表面處理及修復(fù)中的基礎(chǔ)研究[D]. 張冰.武漢理工大學(xué) 2010



本文編號：3590394