等离子弧原位合成TiB2金属陶瓷涂层的缺陷及组织控制

论文摘要

硼化物陶瓷中的TiB2陶瓷因具有极高的熔点、高的化学稳定性、高的硬度和优异的耐磨耐蚀性,已成为近年来金属陶瓷研究的热点之一。作为一种特异高温性能的功能材料,TiB2的烧结与喷涂却十分的困难,并且难以获得大厚度（mm级）的、结合牢固的致密涂层。等离子熔覆具有设备简单、熔敷效率高的特点,可用于制备大厚度的、致密的含TiB2金属陶瓷涂层。本文采用等离子弧堆焊设备,通过钛合金和硼合金粉末之间的高温冶金反应,在堆焊过程中原位合成TiB2金属陶瓷涂层。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等设备对各熔敷层的缺陷、组织和性能进行研究。确定了熔敷层的气孔、夹渣和裂纹的性质,并总结和分析了熔敷层稀释率、粉末粘结剂（水玻璃）用量和试件烘干温度等因素对熔敷层的气孔、夹渣和裂纹的影响,探讨了气孔、夹渣和裂纹等缺陷的形成机理,提出了降低熔敷层缺陷的一些措施。文中对原位合成TiB2金属陶瓷熔敷层不同于其他熔池的凝固过程进行了分析,结果显示,TiB2的高熔点和在熔敷层上部聚集的特点,使TiB2涂层的上部早于熔敷层内部凝固,并对熔敷层缺陷的消除有不利影响。本文进行了粉末组成对原位合TiB2金属陶瓷涂层影响的研究,对不同的原料粉末熔敷的TiB2金属陶瓷涂层的成型、组织和基本性能进行了分析,获得了较佳的粉末配方,并发现当熔敷层Ti或C过量时,熔敷层中会生成一定量的TiC。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 硼化物陶瓷的研究现状
• 2 陶瓷的研究进展'>1.2.2 TiB₂陶瓷的研究进展
• 1.3 本课题研究的意义
• 1.4 课题研究的内容
• 第二章 实验原理与实验方法
• 2.1 实验设备
• 2.1.1 等离子弧堆焊设备
• 2.1.2 烘干设备
• 2.2 实验材料
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 实验方案
• 2.3.2 实验准备及实验步骤
• 2.3.3 涂层观察及其基本性能的测试
• 2.3.4 工艺参数
• 第三章 熔敷层的缺陷研究
• 3.1 试验方案
• 3.1.1 试验因素的选择
• 3.1.2 试验方案
• 3.2 稀释率对熔敷层缺陷的影响
• 3.2.1 熔敷层表面缺陷分析
• 3.2.2 熔敷层内部缺陷分析
• 3.2.3 熔敷层夹渣性质分析
• 3.3 粘结剂对熔敷层缺陷的影响
• 3.3.1 熔敷层的表面表面
• 3.3.2 熔敷层的内部缺陷
• 3.4 烘干温度对熔敷层缺陷的影响
• 3.4.1 熔敷层表面缺陷分析
• 3.4.2 内部缺陷分析
• 3.5 其他因素对熔敷层缺陷的影响
• 3.6 缺陷的形成机理
• 3.6.1 气孔
• 3.6.2 夹渣和裂纹
• 3.7 本章小结
• 2涂层的影响'>第四章 粉末组成对原位合成TiB₂涂层的影响
• 4.1 试验方案
• 4C 基础配方及Ti、C 过'>4.2 80% Fe-Ti+20% B₄C 基础配方及Ti、C 过
• 4.2.1 熔敷层成型
• 4.2.2 熔敷层组织分析
• 4C 基础配方及其C 过量的比'>4.3 62% Ti+38% B₄C 基础配方及其C 过量的比
• 4.3.1 熔敷层成型
• 4.3.2 熔敷层组织分析
• 4.4 各Ti-2B 配比配方的比较
• 4.4.1 熔敷层成型
• 4.4.2 熔敷层组织分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢