普碳鋼基陶瓷涂層的制備及磨損性能的研究.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展，工程應用中對于材料性能的要求越來越高。在很多惡劣的工況下要求材料同時具備好的強度、韌性、耐磨性等綜合性能，單純的金屬材料已難以滿足這樣的要求。陶瓷材料則具有硬度高、耐磨性好等特點，金屬材料具有易成型、韌性好等特點。因此，通過一定的工藝將陶瓷材料制備于金屬材料表面形成一種復合材料，使之具有金屬材料和陶瓷材料的綜合性能，具有重大的研究意義和應用價值。
　　 本論文采用涂搪法在Q235A鋼表面制備質量完好的陶瓷

2、涂層。該涂層分為兩層：第一層為過渡搪瓷層，實驗結果表明瓷釉粒度為16μm時漿料的涂覆效果最好，合適的燒結溫度為850℃，合適涂層厚度為0.5mm左右。第二層為瓷釉/Al2O3陶瓷顆粒復合的陶瓷涂層，較好的制備工藝參數(shù)是：采用5％PVB乙醇溶液作為漿料粘結劑，燒結前先在450℃排膠30min，最后在850℃燒成，涂層厚度為1mm左右。在該工藝參數(shù)下，Al2O3粒度在50μm～117μm范圍內可調，體積分數(shù)在0～40％范圍內可調。研究中還發(fā)

3、現(xiàn)鋼板越厚燒成時間越長，3mm鋼板為5min，10mm鋼板為8min。
　　 在45°沖蝕角、15MPa沖蝕氣壓、2.2kg沖砂量的實驗條件下研究Al2O3粒度和體積分數(shù)對涂層沖蝕磨損性能的影響。實驗測試結果表明：①當Al2O3在同種粒度下，Al2O3顆粒體積分數(shù)越高涂層的耐沖蝕性越好。其原因是Al2O3體積分數(shù)越大沖蝕過程中抵擋磨粒切削和沖擊的Al2O3顆粒越多，所以抗沖蝕性越好。②當Al2O3體積分數(shù)較低為10％和20％時，

4、Al2O3顆粒被完全包覆在瓷釉內，Al2O3粒度越大越能抵擋磨粒的切削，涂層的耐沖蝕性越好；當Al2O3體積分數(shù)為30％和40％時，更多的Al2O3顆粒富集在涂層表面，Al2O3粒度越大沖蝕過程中所受的沖擊力越大，Al2O3顆粒更容易剝落，涂層耐沖蝕性下降。綜合結果表明在該工況下涂層中Al2O3粒度為50μm、體積分數(shù)為40％時涂層的耐沖蝕性最好，是無Al2O3搪瓷層的4.2倍。
　　 在40N加載力、橡膠輪轉速180r/min

5、的實驗條件下研究Al2O3粒度和體積分數(shù)對涂層摩擦磨損性能的影響。實驗測試結果表明：①當Al2O3在同種粒度下，隨Al2O3體積分數(shù)的增加涂層的耐磨性先增后減，在體積分數(shù)為30％時耐磨性最好。Al2O3的加入量越大抵抗磨粒切削和滾壓的Al2O3顆粒越多，但同時也帶來另一方面的影響，涂層的表面摩擦系數(shù)變大影響耐磨性。②當Al2O3體積分數(shù)為10％和20％時，Al2O3粒度對涂層耐磨性影響不大，彼此的耐磨性很接近；當Al2O3體積分數(shù)為30