钴基合金微弧火花沉积层磨损性能研究觹.pdf

《钴基合金微弧火花沉积层磨损性能研究觹.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、与开发钴基合金微弧火花沉积层磨损性能研究半孙健峰，李胜，张庆茂(1．华南师范大学激光加工技术实验室，广东广州510006；2．东莞理工学院机械工程学院，广东东莞523808)以粒磨损以及氧化磨损复合磨损方式。关键词：微弧火花；钴基合金；磨损性能；润滑条件中图分类号：TGI74．44文献标识码：A文章编号：1009—9492(2011)01—0058—031引言2．2实验方法微弧火花沉积技术是重要的表面强化技术之一。微弧实验采用3H—ESI500的金属表面强化修复机。沉积面火花沉积技术具有热输入量小、涂层与基材呈冶金结合、积为20mmx10mm．沉积工艺参数见表1。试样采用20

2、0、组织细密等独特优点[i-2]，同时又具有操作灵活、方便的400、800号砂纸依次打磨处理，丙酮溶液中超声清洗2O特性。微弧火花沉积电极材料选择广泛，可根据工程需要min后吹干。实验采用氩气保护：氩气(纯度I>99．5％)供以及修复强化的基材种类设计与选择沉积材料，使微弧火给量15L／min。沉积层表面进行精磨、抛光处理，润滑剂花沉积层具有耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能，因此在工程采用机油。上获得了广泛的应用。表1微弧火花工艺参数塑料模具是塑料成型的重要工具之一，在使用中常因腐蚀、磨损而失效。采用表面强化技术修复和强化失效的塑料模具。是延长模具的使用寿命和降低生产成本的有效方法

3、。系统研究沉积层的磨损性能、确定评定不同载荷条件下沉积层性能的方法，提高沉积层的力学、耐腐蚀等性采用HT一500型高温摩擦磨损实验机进行实验．设备能是工程应用需要解决的关键问题。因此，本研究采示意图见图1”]，磨损实验参数见表2。磨损方式采用用3H—ES1500型金属表面强化修复机沉积钴基合金，期望涂层同时具备优良的耐磨、耐蚀性能，系统地研究了微弧火花沉积的工艺、涂层的耐磨行为及其失效机制，并与基体材料的耐磨性、失效机制进行了对比分析，以期为塑料模具的大规模强化和修复提供沉积材料的设计与选择方法．工艺参数体系等。2试验材料与方法图1磨损实验机示意图2．1实验材料基体材料为40

4、Cr合金调质钢，试样尺寸20mmx表2磨损实验参数10mmxl0mm，对磨材料为GCrl5钢球，直径为2．0ram。载荷温度／℃磨损时间／面n旋转转速／(r·m)旋转半径／mm．~ll／(m·rain。1f,f,rl5球半径／Ⅱ】l钴基电极材料的主要成分为Co，Ni，Fe，Mn，Cr，Si，C0050022604482．05．633．0等。电极材料尺寸为120mmxqb4ram。东莞市科技计划(编号：2008108101021)收稿醐叭埘圈■【】_研究球一盘式。本实验是将高温炉内的试样温度设定到室温，了61．8％：平均摩擦力随载荷的增加而减少，由0．231N降通过加载机构上实

5、验所需载荷，同时驱动样品盘上的摩擦低到0．132N，降低了42．8％。在300g～400g载荷范围内，试块转动，使其与对偶球进行摩擦。磨损机自动检测实验随载荷的增加，摩擦系数减小，平均摩擦系数由0．045降即时温度、摩擦系数等数据并进行即时图形显示和数据存低到0．03l，降低了31．1％：平均摩擦力随载荷的增加而减储。少．由0．132降低到0．122，降低了3．1％。当载荷达到本实验以进入正常磨损后数据列出摩擦系数的变化范500g时。摩擦系数由0．031突增到0．048，增加了3O％；围和平均值。采用金相显微镜和S一3400N型扫描电镜对沉平均摩擦力由0．122增加到0．23

6、5，增加了93％。积层磨痕形貌进行观察分析。由周2可看出．随载荷的增加，摩擦系数呈逐渐减小3实验结果讨论的趋势。在100g～200g载荷下，在磨损时间内，摩擦系数3．1大面沉积层的制备uljJ∞0暑一董

7、J旨。1Jq：IJ旮lu0磊0采用3H～ES1500金属表面强化修复机进行大面积钴基合金沉积层的制O黑98765432O987654320㈣备。影响沉积层制备质量的工艺参数主要有沉积电压、频率、输功率、沉积电极移动速度等。为获得优化的工艺参数，在工艺研究过程中．根据设备的性能指标．设定了参数调节的范围：输出电压范围为44—108V；频率范围为66．7～538．5Hz：输出功率

8、范围为125—1500W：沉积电极移动速度范围为1～10mm／s。经过反复大量实验．获得微弧火花沉积的最佳工艺参图2沉积层在润滑条件下不同载荷摩擦系数的变化规律数见表1。若工艺参数选择不当，如电压过大、频率过低、扫描速度过快由不稳定变化到保持稳定状态，摩擦系数在一个较小的范等，则容易出现沉积材料不能很好熔化、沉积层发生负增围内波动。从磨程上看，实验开始时磨损比较剧烈，摩擦长、电极材料大量被抛掷空中等现象。同时，制备的涂层系数值较高，随着实验的继续进行，磨损激烈强度减弱，经检测孑L隙过多、大面积现孔洞并极