粉煤灰活性氩弧熔覆镍基Al2O3-TiB2复合涂层制备及性能研究
本文以高铝粉煤灰为主要材料，Q235钢为焊接母材，采用正交设计法确定氩弧焊最佳焊接工艺参数，并依据单组元活性剂（氧化物、卤化物、单质和稀土）增加焊接熔深规律，选取四种综合效果最佳的活性剂作为复合活性剂的基本组分，通过均匀设计法制备高效环保型粉煤灰复合活性剂。同时，将粉煤灰复合活性剂应用于氩弧熔覆工艺，在Q235钢表面制备了活性氩弧熔覆镍基Al2O3-TiB2复相陶瓷涂层。采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨粒磨损实验机和冲蚀磨损实验机对活性复合涂层的组织、结构和性能进行测试，并与未添加活性剂的常规复合涂层进行对比分析。 实验结果表明，粉煤灰复合活性剂的最优配方为高铝粉煤灰∶SiO2∶B2O3∶Ti∶La2O3=60％∶13.68％∶25.44％∶0.88％∶5％，该活性剂配方的深宽比系数为0.75，可以将6mm厚的Q235钢板一次性焊透。熔覆材料的最佳配方为60％Ni60A-16％Al2O3-24％(Al-TiO2-B2O3)-5％(Na2B4O7·10H2O)，其与基体之间呈冶金结合，界面无裂纹、气孔和夹杂等缺陷。复合涂层内的硬质相以Al2O3、TiB2和Fe2B为主，活性复合涂层内还有Fe1.7Al4Si、3Al2O3·2SiO2、Ni3Si相生成。常规复合涂层和活性复合涂层的最高显微硬度分别为771.9HV0.1和946.9HV0.1，分别为基体（约为160HV0.1）的4.82倍和4.91倍;耐磨粒磨损性能分别为基体的6.96～8.29倍和7.05～10.65倍;耐静态浸泡腐蚀性能分别为基体的2.51～3.55和2.98～4.14倍;在不同转速、不同浓度和不同介质条件下的冲蚀磨损性能分别为基体的2.82～5.50和3.49～6.11倍。
粉煤灰;A-TIG焊;氩弧熔覆;镍基复合涂层;冲蚀磨损
辽宁工程技术大学
硕士
材料加工工程
马壮
2014
中文
TG174.4;TG444.74
81
2016-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）