結晶器CuCrZr板表面等離子噴涂Mo-Cr3C2-30NiCr復合涂層的研究.pdf

1、采用等離子噴涂方法在結晶器CuCrZr合金表面制備Mo/Cr3C2-30NiCr復合涂層。首先，以涂層與基體的結合強度為指標，采用均勻試驗法對等離子噴涂工藝參數(shù)進行優(yōu)化，然后使用Spray Watch-2i系統(tǒng)對粒子參數(shù)進行測量，然后依據(jù)優(yōu)化出的工藝參數(shù)制備Mo打底層和Cr3C2-30NiCr工作涂層。對所制備的涂層進行熱震試驗，研究涂層的熱震性能；測試 Cr3C2-30NiCr涂層的硬度，并用統(tǒng)計學方法分析其分布規(guī)律；利用SEM、ED

2、S和XRD等分析測試手段，分析了斷口形貌和涂層的組織結構。還研究了復合涂層的高溫摩擦磨損性能。根據(jù)上述研究，得到了噴涂距離、主氣流量、送粉速率、噴涂功率這四個主要工藝參數(shù)對等離子噴涂Mo打底層和Mo/Cr3C2-30NiCr復合涂層性能的影響規(guī)律。
　　研究結果表明，在本課題選定的工藝參數(shù)范圍內(nèi)：對于Mo涂層，利用MATLAB對試驗數(shù)據(jù)進行二次多項式逐步回歸處理，得到二次回歸方程：
　　根據(jù)它們的相關系數(shù)，得出各參數(shù)對Mo涂

3、層結合強度的影響大小依次是：X3>X2>X4>X1，即送粉速率>噴涂功率>主氣流量>噴涂距離。采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)噴涂Mo涂層，測得結合強度為61.5MPa、孔隙率為0.31％。涂層各方面性能均比優(yōu)化前有了較大幅度的提高。
　　Mo/Cr3C2-30NiCr復合涂層，得到的二次回歸方程：
　　根據(jù)它們的相關系數(shù)，得出各參數(shù)對Mo/Cr3C2-30NiCr涂層結合強度的影響大小依次是：X4>X1>X2>X3，即主氣流量>噴涂距

4、離>噴涂功率>送粉速率。采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)噴涂Mo/Cr3C2-30NiCr涂層，測得結合強度為60MPa、孔隙率為0.26%。涂層各方面性能均比優(yōu)化前有了較大幅度的提高。
　　Mo打底層和Mo/Cr3C2-30NiCr復合涂層的熱震性能均比較好，達到了較高的宏觀啟裂次數(shù)和失效次數(shù)，熱疲勞壽命較高。當Mo涂層的厚度從0.2mm不斷增加時，涂層的抗熱震性能不斷增加，0.4 mm時熱震性能最好，當厚度超過0.4mm時涂層的抗熱震性能

5、很快下降，厚度超過0.6 mm時抗熱震性能依然不斷下降，但是速度減緩；打底層與基體結合處發(fā)生氧化，這些氧化物的形成均加速了涂層的失效，減少了涂層的熱震壽命。
　　Cr3C2-30NiCr涂層在平行于基體方向上的硬度，顯著地服從正態(tài)分布。
　　通過研究等離子噴涂Mo/Cr3C2-30NiCr涂層不同載荷和不同溫度的摩擦學特性可得到如下結論：Mo/Cr3C2-30NiCr涂層的摩擦系數(shù)在相同載荷下，均隨溫度的增加而減?。籑o/C