接头耐磨带涂层制备工艺及组织性能研究

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1、分类号：TG174密级：UDC：620编号：201421802016河北工业大学硕士学位论文接头耐磨带涂层制备工艺及组织性能研究论文作者：万丽宁学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料学指导教师：董艳春职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialSciencePREPARATIONPROCESSANDMICROSTRUCTUREPROPERTIESOFTHEWEARRESISTANTCOATINGONJOINTbyWanLiningSupervisor:Pr

2、of.DongYanchunMay2017摘要为了制备适于做接头耐磨带的涂层材料，本文利用大气等离子喷涂工艺制备了Ni/Al涂层、FeAl涂层和NiCrBSi涂层，研究了涂层截面的组织形貌。通过大气等离子喷涂原位感应重熔工艺制备了Fe含量不同的两种NiCrBSi涂层，研究了涂层的组织和性能，从而确定了最佳的粘结底层材料。采用反应等离子喷涂原位感应重熔工艺制备了Ti含量不同的NiCrBSi(Fe)-TiN复合涂层，并研究了Ti含量对复合涂层组织和性能的影响，确定了耐磨带的工作涂层。同时，本实验研究了WC-Ni增强NiCrBSi涂层的组织和性能。结果表明：(1)在Ni/Al涂层、FeA

3、l涂层和NiCrBSi涂层中,NiCrBSi涂层最适合作为感应重熔材料。感应重熔成功实现了Ni-基合金与基体界面间的冶金结合，并且消除了因等离子喷涂产生的层状结构、微裂纹和未熔颗粒等固有缺陷。Fe元素含量提高到14%以上(NiCrBSi(Fe))，Ni-基涂层中的第二相由片层状分布变为细小的弥散分布，涂层的显微硬度、附着力和耐磨性均有显著的提高。(2)反应等离子喷涂沉积的NiCrBSi(Fe)-TiN复合涂层主要是由Ni-基合金中的γ-Ni,FeNi3和Cr1.12Ni2.88等物相和TiN陶瓷相组成。重熔后TiN陶瓷相的边界发生了分解，与Ni-基相反应，生成了TiNi合金，相间结

4、合增强。重熔后复合涂层与金属基体的结合转化为冶金结合，结合强度提高。(3)Ti含量的变化对NiCrBSi(Fe)-TiN复合涂层的硬度特征值影响不大，而对韦伯模数的影响却较为明显。当Ti含量为30wt.%时，复合涂层显微硬度的韦伯模数最大，涂层的组织成分最为均匀，机械性能最稳定，耐磨性最好。(4)与原喷涂层相比，感应重熔的NiCrBSi(Fe)-TiN复合涂层的电子功函数较高，且涂层与基体界面间存在明显的过渡转移层。感应重熔显著的提高了复合涂层的耐滑动磨损和耐冲蚀磨损的能力。(5)在NiCrBSi/WC-Ni复合涂层中，WC-Ni相可以很好地被Ni-基相润湿。WC-Ni的添加，使得

5、NiCrBSi涂层的显微硬度和耐磨性显著的提高，但NiCrBSi涂层的附着力略有下降，孔隙率略有升高。关键词：NiCrBSi(Fe)-TiN复合涂层反应等离子喷涂感应重熔耐磨性IABSTRACTInordertopreparethecoatingmaterialssuitableforthejointwear-resistantbelt,Ni/Alcoating,FeAlcoatingandNiCrBSicoatingwerepreparedbyatmosphericplasmasprayingThecross-sectionalmicrostructuremorphologies

6、ofthecoatingswerestudied.TwokindsofNiCrBSicoatingswithdifferentFecontentwerepreparedbyairplasmasprayingin-situinductionremeltingprocess.Microstructuresandpropertiesofthecoatingswereinvestigated,sothatthebestbondingcoatingwasdetermined.TheNiCrBSi(Fe)-TiNcompositecoatingswithdifferentTicontentsw

7、erepreparedbyreactiveplasmasprayinginsituinductionremeltingprocess,andtheeffectofTicontentonmicrostructuresandpropertiesofthecompositecoatingswereresearched,theworkingcoatingofthewear-resistantbeltwasdetermined.Meanwhile,themicrostructu