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)