鋼制軋輥的等離子噴涂強(qiáng)化處理工藝及組織性能研究.pdf

1、本文通過等離子噴涂技術(shù)在鋼制軋輥表面制備Ni60B涂層和Cr3C2-NiCr涂層。對兩種涂層的噴涂工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,采用拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、熱震試驗(yàn)并結(jié)合相關(guān)儀器設(shè)備,對涂層組織性能進(jìn)行研究。
　　以涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度為指標(biāo),通過正交試驗(yàn)方法,對以上兩種涂層的主要噴涂工藝參數(shù)即噴涂距離、主氣流量、送粉速率、噴涂功率進(jìn)行優(yōu)化,并分析各個(gè)參數(shù)對涂層組織與性能的影響規(guī)律。觀察拉伸試驗(yàn)斷口,發(fā)現(xiàn)斷裂處主要發(fā)生在涂層與基體的結(jié)合處。在優(yōu)化

2、的參數(shù)下進(jìn)行噴涂,涂層的結(jié)合強(qiáng)度要大于優(yōu)化前各組試樣強(qiáng)度, Ni60B涂層優(yōu)化后結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到59.311MPa,Cr3C2-NiCr涂層優(yōu)化后結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到68.491MPa,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化效果。
　　制備涂層的金相試樣,對涂層的微觀組織形貌進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)涂層是主要是以層片狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成,含有孔隙、微裂紋等缺陷,基體和涂層之間是以機(jī)械結(jié)合為主的界面。優(yōu)化后的涂層組織,較優(yōu)化前孔隙、裂紋等缺陷明顯減少。同時(shí) XRD分析表明等離子噴涂前后,涂層

3、材料并未發(fā)生明顯的相變,依舊保持原始粉末高硬度等特點(diǎn)。涂層的顯微硬度在平行于基體和垂直于基體的方向上,涂層的顯微硬度都存在相當(dāng)大的分散性,但是顯著地服從正態(tài)分布。
　　對Ni60B涂層和Cr3C2-NiCr涂層分別進(jìn)行熱震試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)兩種涂層均表現(xiàn)較好的熱震性能,較高熱疲勞壽命。選取的熱震溫度分別為650℃和450℃,進(jìn)行熱震試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)熱震溫度越高,涂層的熱疲勞壽命越短;反之,壽命越長。涂層失效形式主要有涂層沿與基體的結(jié)合界面啟裂、