鐵基軋輥表面等離子噴涂涂層組織與性能的研究.pdf

1、本文采用等離子噴涂法在鐵基軋輥表面制備Cr3C2-NiCr涂層、NiAl涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復合涂層。以涂層與基體的結合強度為指標,采用正交試驗法優(yōu)化等離子噴涂的工藝參數,然后依據優(yōu)化得出的最佳工藝參數制備 Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復合涂層。利用SEM、EDS和XRD等分析測試手段,研究了涂層的表面形貌和涂層的組織結構;對Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復合涂層的顯

2、微硬度進行了試驗,并用統(tǒng)計學方法分析了其分布規(guī)律;對兩種涂層進行了熱震試驗,分析其抗熱疲勞性能的優(yōu)劣。根據上述研究,得到如下結果:
　　影響Cr3C2-NiCr涂層與基體結合強度的因素主次關系為:功率>噴涂距離>主汽流量>送粉率。用優(yōu)化后的工藝參數制備的涂層,結合強度達64.33 MPa,孔隙率為4.47％。影響NiAl涂層結合強度的因素主次關系:送粉速率>噴涂距離>主氣流量>功率。參數優(yōu)化后涂層的結合強度達75.89MPa,且涂

3、層孔隙率較小為4.37％。影響NiAl/Cr3C2-NiCr復合涂層工作層結合強度的因素主次關系為:送粉速率>功率>主氣流量>噴涂距離。工藝參數優(yōu)化后試驗,涂層結合強度達到了74.11MPa,涂層致密,孔隙率為1.33％。
　　制備的Cr3C2-NiCr涂層與基體結合較好,與基體的結合為機械錨合。NiAl作打底層時,Ni-Al之間發(fā)生放熱反應,生成Al4Ni3,Al3Ni2,AlNi3等金屬間化合物,與基體發(fā)生元素擴散,局部形成微

4、冶金結合。但仍以機械結合為主。Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復合涂層在與基體平行的方向和垂的方向上,顯微維氏硬度都存在較大的分散性,在與基體平行方向上的硬度,兩涂層均顯著地服從正態(tài)分布
　　Cr3C2-NiCr涂層和NiAl/Cr3C2-NiCr復合涂層的熱震性能均比較好,達到了較高的宏觀啟裂次數和失效次數,熱疲勞壽命較高,其中Cr3C2-NiCr涂層的抗熱震性能更優(yōu),相同熱震條件下,宏觀啟裂次數及失效次