高速电弧喷涂再制造曲轴用复合涂层的设计与研究.pdf

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1、第21卷第5期V0L21No．5材料科学与工艺2013年1O月MATERIALSSCIENCE&TECHNOLOGYOct．2013高速电弧喷涂再制造曲轴用复合涂层的设计与研究田浩亮，魏世丞，陈永雄，刘毅，童辉，徐滨士(1．北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100037；2．装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室，北京100072)摘要：为提高再制造曲轴的涂层性能和使用寿命，设计了FeA1CrNi／3Crl3、Ni95A1／3Crl3和1Crl3／3Crl3的3种复合涂层和不喷涂过渡层的3Cr13

2、涂层，利用扫描电镜、能谱仪和微动摩擦磨损设备等测试技术分析了4种涂层的微观组织和微区成分组成，研究了喷涂不同过渡层对复合涂层结合强度的影响，重点考察了FeA1CrNi／3Crl3复合涂层的耐磨性能．结果表明，FeAlcrN3cr13复合涂层组织致密，孔隙率约3．2％，氧化物含量低，涂层平均结合强度达到46．6MPa，复合涂层在高载荷油润滑摩擦条件下的耐磨性能远高于基体45钢．FeAlcrN3crl3复合涂层可以应用到高速电弧喷涂再制造修复曲轴产业中．关键词：曲轴；再制造；高速电弧喷涂；微观组织；复合涂层中图分类

3、号：TG174．442文献标志码：A文章编号：1005—0299(2013)05—0051—06ResearchanddesignofcompositecoatingsappliedinremanufacturingcrankshaftbyhighvelocityarcsprayingTIANHao．1iang'，WEIShi．cheng，CHENYong—xiong，LIUYi，TONGHui，XUBin—shi。(1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，Beijing

4、UniversityofAeronautics&Astronautics，Bering100037，China；2．NationalkeyLaboratoryforRemanufacturing，AcademyofArmoredForcesEngineering，Beijing100072，China)Abstract：Aimingatenhancingthepropertiesandworkinglifeoftheremanufacturingcrankshaft，themicro—structureandc

5、hemicalelementcompositionofFeA1CrNi／3Crl3，Ni95A1／3Crl3，1Cr13／3Cr13and3Cr13coatingswerestudiedbasedSEMandEDStester．ThewearresistanceofFeA1CrNi／3Crl3compositecoatingwasalsostudiedunderthemicro—tribologicaltestingset．Asaresult，theFeA1CrNi／3Cr13compositecoatingi

6、sverydenseandhasalowoxidecontentandporosityof3．2％．Italsohashighadhesivestrengthof54．4MPaandbetterwearresistantthansubstrateundertheoillubricateconditions．Keywords：crankshaft；remanufacture；highvelocityarcspraying；microstructure；compositecoating发动机曲轴是在油润滑环境中工作

7、，通过液厚度可能减小到轴颈与轴瓦直接接触而产生磨动压力使轴颈浮起，同轴瓦之间保持一层油膜．损．同时，由于润滑油中存有油泥等杂质，其硬运行过程中轴颈表面要承受很大压力和很高的滑度有时比淬火的轴颈硬度还要高，轴颈被磨料划动摩擦速度、冲击载荷和交变载荷．当发动机在超伤，磨损速度大大加快，长期服役后会造成轴颈负荷运转时，曲轴因载荷增加而转速降低，在机磨损而使曲轴报废⋯．曲轴的生产成本较高是油黏度减小或轴颈与轴瓦间隙增大时，最小油膜发动机中价值较高的零部件之一，对磨损失效曲轴进行再制造修复有很大的经济效益．机器人自动化高

8、速电弧喷涂技术具有效率高、成本低、涂层收稿日期：2012—05—18基金项目：国家重点基础研究发展规划资助项目(2011CB013403)；国性能好等优势．为了提高再制造曲轴涂层的性能家自然科学基金资助项目(51l05377；50971132)；国家科技和使用寿命，制备高性能的涂层对提高再制造曲支持课题(2011BAFllB07)．轴的使用寿命有很大的意义．作者简介：田浩亮(1986一