学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

铝基高速火焰喷涂WC涂层性能的研究

作　者: 任建平
导　师: 刘敏
学　校: 广东工业大学
专　业: 材料学
关键词: 7075铝合金高速火焰喷涂(HVAF) WC-14Co涂层 WC-10Co4Cr涂层结合强度耐磨性耐蚀性
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 144次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

铝合金具有高比强、导热性好、易于成形、价格低廉等优点,已广泛应用于航空航天、交通运输等部门。特别是其中的高强铝合金已经应用到航空航天、汽车、船舶等领域,是航空航天工业的主要结构材料之一。高强铝合金的硬度低,其耐磨耐蚀性能差。为了拓宽高强铝合金的应用领域,往往需要在其表面进行处理。因此,研究开发铝合金的表面强化技术,提高其表面硬度和耐磨耐蚀性,对扩大铝合金的应用,实现运载工具的进一步轻量化,具有十分重要的意义。本文采用以空气作为助燃剂的高速火焰喷涂(HVAF),在7075铝合金上制备了WC-14Co和WC-10Co4Cr涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)等手段对两种WC涂层的显微组织结构和化学成分进行了分析和研究。采用有限元模拟了拉伸状态下胶与对偶件界面的应力分布曲线;结果表明,由于基体材料较低的弹性模量导致在胶与对偶件界面中心产生较大的应力集中,从而使胶在较低的应力下即已失效;在7075铝合金上高速火焰喷涂WC涂层的结合强度大于50MPa。根据熔滴在基体表面的状态,对铝基高速火焰WC涂层的结合机理进行分析,结果认为铝基体上高速火焰喷涂WC-CoCr涂层主要以机械结合为主,可能有冶金结合。涂层的摩擦磨损表明,HVAF WC涂层在刚开始磨损时,磨损优先切削磨损粘结相,从而使WC硬质颗粒突出涂层表面,在随后的磨损磨屑切削力的作用下,WC硬质颗粒发生断裂或剥离,而WC硬质颗粒的剥离使得相邻的WC硬质颗粒处于不利的受力状态,在磨粒的作用下更易与脱落,成为磨粒。WC硬质颗粒的剥落降低了涂层抵抗磨屑切削的能力,导致粘结相加速磨损和新露出表面的WC硬质颗粒的剥落。HVAF WC涂层与GCr15钢摩擦副的磨损机理为磨粒磨损。600h中性盐雾腐蚀结果表明,基体和涂层处理7075铝合金基体后抗腐蚀能力排序为:WC-10Co4Cr涂层+封孔处理＞WC-10Co4Cr涂层＞WC-14Co涂层+封孔处理＞WC-14Co涂层＞7075铝基体。封孔处理对提高涂层的抗腐蚀能力有利。HVAF WC涂层的腐蚀机理为腐蚀介质优先腐蚀粘结相,并扩散到界面中,腐蚀介质一旦扩散到界面则优先腐蚀基体。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-14
第一章绪论  14-31
  1.1 引言  14-15
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  15-26
    1.2.1 热喷涂技术的产生及发展  15-20
    1.2.2 铝合金上热喷涂技术的研究进展  20-22
    1.2.3 涂层结合强度的研究  22-26
  1.3 本课题研究的目的与主要内容及意义  26-28
    1.3.1 本课题研究的目的  26-27
    1.3.2 本课题研究的主要内容  27
    1.3.3 本课题的研究意义  27-28
  1.4 研究技术路线及拟解决的关键问题  28-31
    1.4.1 研究技术路线  28-29
    1.4.2 拟解决的关键问题  29
    1.4.3 创新之处  29-31
第二章涂层的制备和表征  31-38
  2.1 引言  31
  2.2 涂层的制备  31-35
    2.2.1 喷涂设备  31-32
    2.2.2 喷涂粉末及表征  32-33
    2.2.3 表面预处理  33-34
    2.2.4 喷涂工艺参数  34-35
  2.3 表征方法  35-37
    2.3.1 涂层组织结构表征  35-37
    2.3.2 涂层性能表征  37
  2.4 小结  37-38
第三章高速火焰喷涂WC涂层组织结构与性能研究  38-47
  3.1 引言  38
  3.2 WC涂层组织结构与性能  38-43
    3.2.1 涂层的组织结构  38-39
    3.2.2 物相分析  39-40
    3.2.3 表面粗糙度  40
    3.2.4 显微硬度  40-41
    3.2.5 涂层与基体的结合强度  41-43
  3.3 拉伸状态下，胶与对偶件界面的应力模拟  43-46
    3.3.1 有限元方法概述  43-44
    3.3.2 有限元模型  44
    3.3.3 有限元模拟  44-46
  3.4 小结  46-47
第四章高速火焰喷涂WC涂层的结合机理  47-52
  4.1 引言  47
  4.2 结合方式的分类  47-48
  4.3 HVAF WC涂层的结合机理  48-51
    4.3.1 试样制备  48
    4.3.2 涂层的结合机理分析  48-51
  4.4 结论  51-52
第五章高速火焰喷涂WC涂层耐磨耐蚀性能的研究  52-63
  5.1 引言  52
  5.2 WC涂层的摩擦磨损性能  52-56
    5.2.1 试验制备与方法  52-53
    5.2.2 实验结果与讨论  53-56
  5.3 WC涂层的抗中性盐雾腐蚀性能  56-62
    5.3.1 试样制备与实验方法  56-57
    5.3.2 实验结果与讨论  57-62
  5.4 结论  62-63
结论  63-65
展望  65-66
参考文献  66-72
攻读学位期间发表的学术论文  72-74
致谢  74

铝基高速火焰喷涂WC涂层性能的研究

内容摘要

全文目录

相似论文