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文檔簡介
1、本課題針對液壓油缸活塞桿常用的40Cr鋼,采用等離子噴涂技術(shù)在40Cr鋼表面制備了A12O3-TiO2單獨涂層及Mo/A12O3-TiO2復(fù)合涂層。首先,以結(jié)合強度為指標,采用正交實驗法,對影響等離子噴涂涂層質(zhì)量的四個主要工藝參數(shù)(噴涂功率、噴涂距離、主氣流量、送粉率)進行優(yōu)化,并對復(fù)合涂層結(jié)合強度做了統(tǒng)計分析。同時,利用SEM、EDS、XRD等試驗手段,觀察分析了基體和涂層的組織結(jié)構(gòu)以及元素分布。然后,對優(yōu)化工藝下的復(fù)合涂層進行一系列
2、的性能試驗,主要包括:熱震試驗、硬度和摩擦磨損試驗、腐蝕試驗等。
實驗結(jié)果表明:
對于A12O3-TiO2單獨涂層在本課題設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi),送粉率和噴涂距離對其結(jié)合強度影響程度較大,而主氣流量和噴涂功率則影響較小。工藝優(yōu)化后,結(jié)合強度達到39.58MPa,涂層和基體界面處是整個涂層的薄弱部位;對于Mo/A12O3-TiO2復(fù)合涂層,在本課題設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi),噴涂距離對結(jié)合強度影響程度較大,主氣流量、送粉率、噴涂功率影
3、響程度則相對較小。工藝優(yōu)化后,結(jié)合強度達到29.68 MPa,但低于單獨涂層和基體間的結(jié)合強度,復(fù)合涂層中陶瓷涂層與Mo打底層的界面處是整個涂層中最薄弱的環(huán)節(jié)。復(fù)合涂層的結(jié)合強度符合Weibull分布和正態(tài)分布的規(guī)律。
熱震破壞一般開始于邊角處的涂層薄弱環(huán)節(jié)。熱震破壞過程主要分啟裂、裂紋擴展、涂層脫落三個階段。涂層熱震破壞主要由熱應(yīng)力引起,一個是由于加熱、冷卻過程中由內(nèi)外溫差引起的瞬時熱應(yīng)力,另一個是由于膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生的界面
4、熱失配應(yīng)力,兩者共同作用導(dǎo)致涂層破壞脫落。Mo/A12O3-TiO2復(fù)合涂層抗熱震性能好于A12O3-TiO2單獨涂層。
采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)制備的A12O3-TiO2單獨涂層、Mo打底層、Mo/A12O3-TiO2復(fù)合涂層的質(zhì)量均有明顯的提高,涂層組織致密、孔隙率降低、各界面結(jié)合緊密、結(jié)合強度增高。Mo噴涂前后的物相都是單一的Mo相,A12O3-TiO2噴涂粉末以 Al2O3和TiO2物相為主,噴涂后的涂層則以Al2O3及A
5、l2TiO5物相為主。
在本試驗參數(shù)范圍內(nèi),Mo/A12O3-TiO2復(fù)合涂層的平均摩擦系數(shù)基本隨著加載載荷、線速度的增加而增加。涂層磨損主要分初始、過渡、穩(wěn)定三個階段,但穩(wěn)定階段摩擦系數(shù)都在0.5~0.6之間。Mo/A12O3-TiO2復(fù)合涂層顯微硬度分布存在較大分散性,但是都服從威布爾分布和正態(tài)分布規(guī)律。
在40Cr基體上等離子噴涂Mo/A12O3-TiO2涂層的耐腐蝕性與40Cr基體相比,有顯著的提高。對涂層進
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