45钢表面感应熔覆Ni60涂层及WC-Ni60复合涂层的研究

论文摘要

本文采用高频感应熔覆方法分别在45钢圆柱试样表面熔覆Ni60合金涂层;在45钢片状试样平直表面熔覆不同含量的WC硬质颗粒增强Ni60合金复合涂层。利用金相显微镜、电子探针、X射线衍射仪观察并分析了熔覆层的显微组织、成分分布、界面结构、磨损表面形貌和相组成。利用DMH-2LS显微硬度测试仪分别测试两种试样横截面的努氏显微硬度,利用HV-50A型维氏硬度计测量WC-Ni60涂层表面的维氏硬度,利用UMT-2磨擦磨损试验机测试WC-Ni60涂层摩擦系数,从而分析涂层的耐磨性能,并测试了涂层的耐腐蚀性能。实验结果表明：（1）45钢圆柱状表面熔覆Ni60涂层实验采用水玻璃为粘结剂、感应电流为650A、熔覆时间为20-25s时熔覆效果较好。熔覆层由Ni基固溶体和Ni1B3、Fe3Ni2Cr-C3、Cr3C2等硬质相组成。熔覆层组织致密,与45钢基体结合良好,在界面处有扩散层存在。45钢表面感应熔覆Ni60合金涂层,提高了45钢的表面硬度及耐腐蚀性能。（2）45钢片状试样平直表面熔覆WC-Ni60复合涂层,WC硬质颗粒与原位形成的Cr3C2、Cr23C6、Ni4B3等硬质相主要分布于晶界处,构成WC-Ni60涂层的耐磨主体,复合涂层中WC颗粒主要集中于涂层的中部及表面,界面处的WC较少。WC-Ni60涂层与45钢基体结合良好,随着WC在熔覆层中含量增加,熔覆层中气孔等缺陷有增加的趋势。WC-Ni60涂层显微硬度远大于45钢及纯Ni60涂层。涂层内部硬度分布不均匀,涂层中部及表面处硬度高于界面。涂层的硬度和耐磨性随WC含量的增加而提高,当WC含量达到50%时,Ni堪合金中加入WC的含量达到了合适比例,耐磨性最佳,当WC含量达到60%时,涂层的硬度最高,但耐磨性降低。涂层的磨损为磨粒磨损与粘着磨损综合机制。WC-Ni60复合涂层耐腐蚀能力略优于Ni60涂层。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 表面处理技术
• 1.2.1 表面技术的发展与分类
• 1.2.2 现代表面技术及应用
• 1.2.3 热喷涂技术
• 1.2.4 堆焊技术
• 1.2.5 激光熔覆技术
• 1.2.6 真空熔烧技术
• 1.2.7 感应熔覆技术
• 1.3 感应加热理论
• 1.3.1 感应加热基本原理
• 1.3.2 感应涡流效应
• 1.3.3 感应加热的电流频率
• 1.4 Ni基合金粉末及WC硬质颗粒概述
• 1.4.1 Ni基合金粉末
• 1.4.2 WC硬质颗粒
• 1.4.3 WC硬质颗粒增强Ni基涂层
• 2 45钢圆柱试样表面感应熔覆Ni60合金涂层
• 2.1 实验材料、设备与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 实验方法
• 2.2 实验结果及分析
• 2.2.1 工艺参数的确定
• 2.2.2 Ni60熔覆层及界面的微观成分分析
• 2.2.3 Ni60熔覆层的相分析
• 2.2.4 Ni60熔覆层的显微硬度测试
• 2.2.5 Ni60熔覆层的耐腐蚀性能测试
• 2.2.6 熔覆工艺对基体的影响
• 2.3 本章小结
• 3 45钢片状试样平直表面感应熔覆WC-Ni60复合涂层
• 3.1 实验材料、设备与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验设备
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 实验结果及分析
• 3.2.1 WC-Ni60涂层的熔覆界面分析
• 3.2.2 WC-Ni60复合熔覆层及界面微观成分分析
• 3.2.3 WC-Ni60复合熔覆层相结构分析
• 3.2.4 WC-Ni60复合熔覆层硬度测试
• 3.2.5 WC-Ni60复合熔覆层摩擦磨损性能测试
• 3.2.6 WC-Ni60复合熔覆层耐腐蚀性能测试
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢