鐵基軋輥表面等離子噴涂涂層組織與性能的研究.pdf

1、本文采用等離子噴涂法在鐵基軋輥表面制備Cr3C2-NiCr涂層、NiAl涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層。以涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度為指標(biāo),采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化等離子噴涂的工藝參數(shù),然后依據(jù)優(yōu)化得出的最佳工藝參數(shù)制備 Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層。利用SEM、EDS和XRD等分析測(cè)試手段,研究了涂層的表面形貌和涂層的組織結(jié)構(gòu);對(duì)Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層的顯

2、微硬度進(jìn)行了試驗(yàn),并用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析了其分布規(guī)律;對(duì)兩種涂層進(jìn)行了熱震試驗(yàn),分析其抗熱疲勞性能的優(yōu)劣。根據(jù)上述研究,得到如下結(jié)果:
　　影響Cr3C2-NiCr涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度的因素主次關(guān)系為:功率>噴涂距離>主汽流量>送粉率。用優(yōu)化后的工藝參數(shù)制備的涂層,結(jié)合強(qiáng)度達(dá)64.33 MPa,孔隙率為4.47％。影響NiAl涂層結(jié)合強(qiáng)度的因素主次關(guān)系:送粉速率>噴涂距離>主氣流量>功率。參數(shù)優(yōu)化后涂層的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)75.89MPa,且涂

3、層孔隙率較小為4.37％。影響NiAl/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層工作層結(jié)合強(qiáng)度的因素主次關(guān)系為:送粉速率>功率>主氣流量>噴涂距離。工藝參數(shù)優(yōu)化后試驗(yàn),涂層結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到了74.11MPa,涂層致密,孔隙率為1.33％。
　　制備的Cr3C2-NiCr涂層與基體結(jié)合較好,與基體的結(jié)合為機(jī)械錨合。NiAl作打底層時(shí),Ni-Al之間發(fā)生放熱反應(yīng),生成Al4Ni3,Al3Ni2,AlNi3等金屬間化合物,與基體發(fā)生元素?cái)U(kuò)散,局部形成微

4、冶金結(jié)合。但仍以機(jī)械結(jié)合為主。Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層在與基體平行的方向和垂的方向上,顯微維氏硬度都存在較大的分散性,在與基體平行方向上的硬度,兩涂層均顯著地服從正態(tài)分布
　　Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層的熱震性能均比較好,達(dá)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,其中Cr3C2-NiCr涂層的抗熱震性能更優(yōu),相同熱震條件下,宏觀啟裂次數(shù)及失效次