內燃機車氣缸等離子噴涂修復技術研究.pdf

1、本文在分析了內燃機車氣缸缸套內壁磨損失效機理的基礎上，采用等離子噴涂的方法制備了納米摻雜WC-Co涂層，普通WC-Co涂層以及普通NiCr-Cr3C2涂層。利用掃描電鏡(SEM)、X衍射(XRD)及X光電子能譜(XPS)研究了噴涂涂層的顯微結構、物相成分及化學成分，并對涂層的孔隙率、微區(qū)硬度及結合強度進行了測試和分析，比較了幾種涂層的耐磨性能。在此基礎上針進行了NiCr-Cr3C2涂層的熱震試驗。 試驗結果和分析研究表明：

2、 噴涂層為典型的層狀結構，涂層與基體為機械結合。納米摻雜WC-Co涂層的顯微結構更加致密，涂層成分分布更加均勻，并且存在最低的孔隙率。普通WC-Co涂層表面粗糙，存在大量條帶狀結構，部分區(qū)域存在顯微裂紋及孔隙，涂層中元素局部偏聚的情況比較嚴重。NiCr-Cr3C2涂層中存在明顯的條帶狀結構及顯微裂紋。WC-Co涂層表面的物相主要以WC、W2C及Co3W3C為主，NiCr-Cr3C2涂層中的主要物相是Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2

3、以及Cr2O3,同時涂層中仍然存在NiCr相以及NiCrO3相。噴涂顆粒在形成涂層時發(fā)生了復雜的相結構轉變及化學成分變化，這對涂層性能有著重要的影響。 納米摻雜WC-Co涂層具有最高的微區(qū)硬度和結合強度。 在本論文試驗條件下，納米摻雜WC-Co涂層，普通WC-Co涂層以及普通NiCr-Cr3C2涂層等三種涂層的抗滑動磨損能力都強于T8工具鋼，其抗磨損性能分別為T8鋼的41倍，14倍及9倍。 在試驗研究和分析了涂層

4、的各項性能以及綜合考慮經濟性的基礎上，選擇普通NiCr-Cr3C2涂層作為氣缸缸套內壁修復涂層。 NiCr-Cr3C2涂層經過800℃～室溫循環(huán)熱震試驗后，出現(xiàn)顯微裂紋時的循環(huán)次數(shù)為32次，涂層出現(xiàn)部分脫落時的循環(huán)次數(shù)為40次。Ni-Al打底層的存在，增強了涂層與基體的結合能力。NiCr-Cr3C2涂層具有良好的抗熱應力剝離能力。 裝車運行8.9萬公里試驗表明：涂層完整無破損，無剝落，磨損小。NiCr-Cr3C2涂層的設