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镍-铬基及其复合涂层的冲蚀磨损性能研究

来源:转载 作者:hongda 日期:2/18/2017 浏览次数:309
冲蚀磨损是指液体或固体以松散的小颗粒按一定的速度或角度对材料表面进行冲击所造成的一种材料损耗现象或过程,微观上失效包括磨损、腐蚀及其相互促进作用。提高材料耐磨蚀的方法很多,其中采用热喷涂技术在工件表面制备一层耐冲蚀涂层是目前采用最多、最经济和最有效的方法之一。热喷涂技术是表面工程中的一种重要的表面强化和表面改性技术,可在不改变基体材料原有性能的基础上,通过在基体表面制备一层具有优越性能的覆盖强化层,可使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化等多种性能。本文采用自行研制的超音速电弧喷涂技术和微弧等离子喷涂技术分别在45钢基体上制备了Ni-Cr基复合涂层和Ni-Cr/ZrO2梯度涂层,并探讨了其冲蚀磨损性能。
  喷涂材料为Ni-Cr基合金丝材和纳米ZrO2+8%Y2O3粉末。喷涂试样基材为45钢,其化学成分(质量分数,%)为:0.24Si,0.63Mn,0.014S,0.019P,0.45C,0.023Cr,0.009Ni,Fe余量。将45钢基体加工成40mm×40mm×4mm的矩形块,经清洗和喷砂表面预处理后,进行喷涂。喷涂采用超音速电弧喷涂机和多功能微弧等离子喷涂机。Ni-Cr基复合涂层采用超音速电弧喷涂制备。Ni-Cr/ZrO2梯度涂层的制备方法如下:采用超音速电弧喷涂在45钢基体上制备Ni-Cr过渡层,然后采用多功能微弧等离子喷涂在过渡层上制备ZrO2涂层。
  随冲蚀角度的增大,Ni-Cr基复合涂层与Ni-Cr/ZrO2梯度涂层的冲蚀率都呈现先增加后减小的趋势,并且大约在60°冲蚀角时,冲蚀率达到最大值。在30°冲蚀角时,两涂层的冲蚀率基本相同;在60°和90°冲蚀角时,Ni-Cr基复合涂层冲蚀率都远低于Ni-Cr/ZrO2梯度涂层,说明了其相对耐冲蚀性能较好。实验中,在低冲蚀角下,硬度是材料耐冲蚀性能的主要影响因素;在高冲蚀角下,韧性是材料耐冲蚀性能的主要影响因素。

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