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AZ31B反应热喷涂复相陶瓷涂层制备工艺及性能研究

作　者: 李松湖
导　师: 时海芳
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 材料加工工程
关键词: AZ31B 普通火焰喷涂 SHS反应热喷涂 Al2O3/TiO2复相陶瓷涂层 机械性能
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文研究了在AZ31B镁合金表面利用普通火焰喷涂和SHS反应热喷涂制备Al2O3/TiO2复相陶瓷涂层。用SEM、EDAX、XRD等设备和手段研究了Al2O3/TiO2复相陶瓷陶瓷涂层的微观形貌、元素分布、物相组成等微观特征;对陶瓷骨料与铝热剂、铝热剂内部成分之间的配比问题进行了分析;对陶瓷涂层的显微硬度、结合强度、耐热冲击性、耐磨性、耐蚀性等机械性能进行了测试。结果表明,最佳喷涂粉末配方为:陶瓷骨料为Al2O3-13%TiO2 ;铝热剂为m（Al）:m（CuO）=3:1;m（陶瓷骨料）:m（铝热剂的质量）=1:1。SHS反应热喷涂陶瓷涂层出现了相应的冶金结合,各元素的分布较均匀,并且有Al3.21Si0.47,Al3.892Cu6.108,Cu4MgO5,CuAlO2等新相产生。SHS反应热喷涂陶瓷涂层的孔隙率是15.15%,经过封孔后孔隙率将为0,结合强度为7.72MPa,显微硬度为998.78HV。SHS反应热喷涂陶瓷涂层在400℃下热震40次,500℃下热震达到30次依然完好。SHS反应热喷涂陶瓷涂层在抗磨粒磨损、抗黏着干磨损、抗黏着油磨损方面比基体提高了6.48,3.32和6.04倍,在5%醋酸溶液和3.5%氯化钠溶液中的耐蚀性分别是基体的24.37和7.15倍,但是经过清漆封孔后,其耐蚀性达到最好。对两种热喷涂方法制得的陶瓷涂层进行比较:SHS反应热喷涂所制得的陶瓷涂层在结合强度、显微硬度、孔隙率和其它一些力学物理性能要明显优于普通热喷涂所制的陶瓷涂层。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-20
  1.1 镁及镁合金  11-12
    1.1.1 镁及镁合金的应用  11-12
    1.1.2 镁合金研究所遇到的问题  12
  1.2 陶瓷涂层技术及发展状况  12-16
    1.2.1 陶瓷涂层特点  12-13
    1.2.2 陶瓷涂层制备方法  13-15
    1.2.3 自蔓延（SHS）反应热喷涂技术  15-16
  1.3 镁合金表面技术研究现状  16-18
    1.3.1 镁合金表面改性方法  16-18
    1.3.2 镁合金陶瓷涂层技术  18
  1.4 本课题研究内容和目的  18-20
2 实验材料及方法  20-32
  2.1 基体材料的选择  20
  2.2 陶瓷涂层材料  20-23
    2.2.1 陶瓷涂层材料体系设计  20-21
    2.2.2 喷涂原料  21-22
    2.2.3 过渡层选择  22-23
  2.3 喷涂设备  23-25
    2.3.1 粉末火焰喷涂系统  23-24
    2.3.2 粉末火焰喷枪的原理与结构  24-25
  2.4 陶瓷涂层制备工艺  25-27
    2.4.1 基体预处理  25
    2.4.2 涂层制备工艺  25-27
  2.5 陶瓷涂层检测  27-32
    2.5.1 陶瓷涂层形貌及结构检测  27
    2.5.2 陶瓷涂层热震性能检测  27
    2.5.3 陶瓷涂层孔隙率检测  27-28
    2.5.4 陶瓷涂层结合强度测试  28-29
    2.5.5 陶瓷涂层硬度测试  29
    2.5.6 陶瓷涂层耐磨性测试  29-30
    2.5.7 陶瓷涂层耐蚀性能测试  30-32
3 实验结果与分析  32-61
  3.1 SHS 反应热喷涂陶瓷涂层配比分析  32-34
    3.1.1 铝热剂组分配比分析  32-33
    3.1.2 陶瓷骨料与铝热剂之间的配比  33-34
  3.2 陶瓷涂层组织形貌分析  34-35
  3.3 陶瓷涂层成分与结构分析  35-39
  3.4 陶瓷涂层热震性能分析  39-41
  3.5 陶瓷涂层孔隙率分析  41-42
  3.6 陶瓷涂层结合强度分析  42
  3.7 陶瓷涂层耐磨性分析  42-54
    3.7.1 陶瓷涂层显微硬度分析  42-43
    3.7.2 陶瓷涂层抗磨粒磨损性能分析  43-47
    3.7.3 陶瓷涂层抗粘着干磨损性能分析  47-50
    3.7.4 陶瓷涂层抗粘着油磨损性能分析  50-54
  3.8 陶瓷涂层耐蚀性分析  54-61
    3.8.1 陶瓷涂层极化曲线  54-57
    3.8.2 5%醋酸溶液浸泡腐蚀  57-59
    3.8.3 3.5%氯化钠溶液浸泡腐蚀  59-61
结论  61-62
参考文献  62-65
作者简历  65-67
学位论文数据集  67-68

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术 > 金属复层保护
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