不銹鋼表面金屬陶瓷涂層技術(shù)

1、.PAGE ：.；摘要近年來，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷提高與開展，人們對于資料的性能要求越來越高，其中較為重要的一點便是資料的耐磨性。眾所周知，磨損景象不論在科研實際還是日常生活中都是很常見的，并且假設(shè)不及時改換調(diào)整便極有能夠呵斥嚴(yán)重的平安事故。因此，如何提高易磨損資料的耐磨性能便顯得尤為重要。鋅鍋沉沒輥是熱浸鍍鋅設(shè)備中一種重要零件，我國鋅鍋沉沒輥的輥軸與輥套需求從國外進口，不僅價錢昂貴而且磨損嚴(yán)重，平均一周就需求改換一次設(shè)備，導(dǎo)致軋制的本錢很高。所以鋅鍋沉沒輥輥軸與輥套的耐磨性是一個越來越遭到注重的問題。本設(shè)計旨在制備L不銹鋼外表的耐磨陶瓷涂層來緩解鋅鍋沉沒輥的輥軸與輥套過于嚴(yán)重的磨損，以此延伸

2、鋅鍋沉沒輥的輥軸與輥套的壽命，提高消費效率。他們通常用外表合金化、外表形變強化、外表涂層強化等方法來提高資料耐磨性。本設(shè)計借助釬涂原理，分別以氧化鋁和碳化鎢作為陶瓷加強相資料，NiCrSiB合金為釬料，利用真空釬涂的方法制造出較為耐磨的陶瓷涂層，從而到達提高不銹鋼外表耐磨性的要求。實驗結(jié)果闡明：氧化鋁與釬料的潤濕效果不夠理想，在涂層中沒能發(fā)現(xiàn)氧化鋁相，即以氧化鋁作為陶瓷加強相資料無法到達預(yù)期目的；而碳化鎢顆粒在涂層中分布較均勻，涂層外表光滑，有金屬光澤，并且與不銹鋼外表冶金結(jié)合良好，硬度到達了不銹鋼基體的倍以上，有望大幅提高資料的耐磨性能。關(guān)鍵詞是為了文獻標(biāo)引任務(wù)從論文中選取出來、用以表示全文

3、主題內(nèi)容信息款目的單詞或術(shù)語。如有能夠，應(yīng)盡量用等詞表提供的規(guī)范詞。不用此信息時，刪除此框。關(guān)鍵詞：金屬陶瓷涂層；釬涂技術(shù)；硬度Brazing Process of Metal-ceramic Coating on Stainless SteelAbstractIn recent years, with the continuous progress and modernization of industrial development, people are increasingly demanding high-performance materials, one of the impor

4、tant points is the wear resistance. As we all know, the wear phenomena both in research and practice is still very common in daily life, and if not timely replacement of adjustments it is very likely result in serious accidents. Therefore, how to improve the wear resistance of the material is partic

5、ularly important.The zinc pot sink roll is one of the important parts of hot dip galvanizing equipments. The bush of zinc pot sink rolls needs to be imported from abroad, and it is not only expensive but also badly worn., it needs to be replaced once per week, and that would lead to the high cost of

6、 rolling. Therefore, the wear resistance of the zinc pot sink roller bearing is a question with more and more attention. that design is in order to prepare the surface of L stainless steel wear-resistant ceramic coating to solve the zinc pot sink roll shaft and insert wear too serious problem to ext

7、end the life of the equipment and The main methods of improving the wear resistance for material are surface strain hardening, surface alloying, surface coating strengthened and so on. In that design, we use the braze coating principle, and make the AlO and WC as ceramic reinforcement materials, NiC

8、rSiB as the brazing. The method of using the vacuum braze coating to produce more wear-resistant ceramic coating, so as to improve wear resistance of the stainless steel surface requirements. The results showed that: The wetting effect of AlO and brazing filler is not satisfactory, and we could not

9、find alumina phase in the coating, that is to say, AlO as the ceramic reinforcement materials can not achieve the desired goal. However, WC particles in the coating are distributed more evenly. The coating surface is smooth, with a metallic luster, and it is a good metallurgical bond with the stainl

10、ess steel surface. Its hardness is more than times the stainless steel substrate, and it can be required to improve the wear resistance.Key Words：metal-ceramic coating; braze coating process; hardness目錄 TOC o - h z HYPERLINK l _Toc 摘要 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc Abstract PAGEREF _Toc h HYPERLINK

11、 l _Toc 引言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 文獻綜述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 陶瓷涂層的分類 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 陶瓷涂層的制備方法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 釬涂工藝 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .釬涂技術(shù)分類 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 按維護氣氛分類 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 按加熱方式分類 PAG

12、EREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 釬涂涂層的研討進展 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 涂層的組織構(gòu)造 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 涂層的硬度與耐磨性能 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 課題背景及開展研討的意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 課題背景及意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 主要研討內(nèi)容 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 實驗資料、設(shè)備與實驗

13、方法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 實驗資料與成分設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 實驗條件 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 實驗步驟 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .測試方法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . AlO涂層 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 碳化物涂層 PAGEREF _Toc h HY

14、PERLINK l _Toc . 宏觀性能 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 顯微組織分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 涂層成分與工藝對組織的影響 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 力學(xué)性能測試 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 結(jié)論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附 錄 A英文文獻原文 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _T

15、oc 附錄 B英文文獻譯文 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 在 學(xué) 取 得 成 果 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致謝 PAGEREF _Toc h 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計論文- PAGE 41 -引言在高新技術(shù)快速開展的今天，越來越多的人開場發(fā)現(xiàn)，科技的提高是建立在資料開展根底上的。資料的運用非常廣泛，小到吃穿住行，大到國防平安，這也就讓資料的平安問題顯得尤為重要，而提高資料的耐磨損性能那么是重中之重。資料的耐磨性即資料抵抗摩擦作用的才干，許多要素影響著資料的這一才干，比如鋼材的組織成分、金屬資料的硬度等。當(dāng)前，根據(jù)不同耐

16、磨性的影響要素，研討者找到了外表合金化、外表形變強化、外表涂層強化等提高資料耐磨性的方法。隨著人們對科學(xué)與環(huán)境的探求，設(shè)備的任務(wù)條件越來越苛刻，他們要求資料具有抗震動、抗疲勞、抗氧化、耐高溫等性能，所以單純的金屬資料是很難完成他們預(yù)期的任務(wù)的。金屬合金在高溫下依然具有很高的強度和韌性，但其抗氧化的才干較差。而陶瓷資料具有良好的抗氧化性以及耐磨性，因此在金屬外表制造既具有金屬的強度和韌性又具有陶瓷的抗氧化性與耐磨、耐腐蝕性的涂層正越來越遭到人們的歡迎。本設(shè)計即對外表涂層強化進展研討探求，利用氧化鋁AlO和碳化鎢WC作為陶瓷加強相資料，以釬涂的方法在L不銹鋼外表制造陶瓷 金屬復(fù)合涂層以提高不銹鋼的

17、耐磨性。陶瓷資料與基體的結(jié)合良好，耐磨性能與力學(xué)性能優(yōu)良，摩擦系數(shù)小。本設(shè)計以陶瓷加強相制造的涂層來提高不銹鋼外表的硬度與耐磨性能，估計可以提高不銹鋼基體的外表硬度倍以上，提高耐磨性倍以上，并可以將此技術(shù)投入大批量的消費中，為我國的工業(yè)開展做出奉獻。 文獻綜述. 陶瓷涂層的分類陶瓷涂層的種類有很多，他們可以用多種方法將其分類。按制造涂層的工藝方法可分為噴涂涂層、氣相堆積及分散涂層、熔燒涂層、電化學(xué)工藝涂層、低溫烘烤涂層、溶膠-凝膠涂層及原位反響涂層等，按涂層成分可分為氧化物涂層、非氧化物涂層、硅酸鹽系涂層及復(fù)合陶瓷涂層等，按涂層的性能與用途可分為溫控涂層包括溫控、隔熱、紅外輻射涂層等、摩擦涂層

18、包括減磨、耐磨、光滑涂層、耐熱涂層包括抗高溫氧化、抗腐蝕、熱處置維護涂層等、電性能涂層包括導(dǎo)電、絕緣涂層等、特種性能涂層包括電磁波吸收、防原子輻射涂層等及工藝性能涂層等。AlO具有很高的硬度及抗腐蝕性，所以AlO陶瓷涂層在耐腐蝕性及耐磨性環(huán)境之中對基體具有一定的維護的作用。況軍等研討了利用激光熔覆法在# 鋼基體外表制備的AlO/Ni涂層的組織和性能。結(jié)果闡明，參與AlO后可以使涂層組織更加均勻，還可以提高涂層的耐磨性和耐腐蝕性。WC具有高硬度、高熔點及較高的穩(wěn)定性，WC顆粒與鐵基金屬的潤濕良好，潤濕角為零，而且WC與其他陶瓷加強相(如碳化鈦等)相比之下更容易制備，所以WC作為陶瓷加強相越來越遭

19、到人們的注重，并得到了廣泛的運用。Wu P等采用激光熔覆法制備了以WC作為加強相的梯度涂層，獲得了沒有氣孔和裂紋的高質(zhì)量涂層。針對鋅鍋沉沒輥輥軸與輥套的耐磨性問題，本設(shè)計分別選用AlO與WC兩種陶瓷加強相在L不銹鋼外表制備陶瓷涂層以提高基體的硬度和耐磨性。. 陶瓷涂層的制備方法陶瓷涂層的制備方法多種多樣，例如熱噴涂法、溶膠 凝膠法、激光熔覆法、自蔓延高溫合成法、電火花堆積法、氣相堆積法等。下面他們來分別引見。熱噴涂法熱噴涂法是由瑞士的M U Se-hoop在年發(fā)明的，是為了提高基體資料性質(zhì)，用高溫?zé)嵩磳⒋龂娡康馁Y料熔融，運用高速射流令其霧化，然后再噴在基體上得到涂層的一種技術(shù)。它對基體資料要求

20、低，能噴涂的資料有很多，涂層的厚度可以控制，噴涂堆積速度快，經(jīng)濟效益高。假設(shè)用熱噴涂技術(shù)制備陶瓷涂層，可以把陶瓷的耐高溫、耐腐蝕、耐磨等特性與金屬的韌性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性結(jié)合起來，獲得理想的廢品，已成為當(dāng)今復(fù)合資料研討領(lǐng)域的重要開展方向。但是，熱噴涂也會產(chǎn)生夾雜與孔隙等缺陷，并存在熱能利用率較低等問題。熱噴涂包括的方法很多，根據(jù)熱源不同可分為火焰噴涂、爆炸噴涂、超聲速火焰噴涂、等離子噴涂等。火焰噴涂是以氧 燃料氣體火焰作為熱源，經(jīng)過火焰噴槍實現(xiàn)的噴涂方法。運用最廣的燃料氣體是乙炔氣。陳文華等經(jīng)過優(yōu)化熱障梯度涂層及過渡層的成分用氧 乙炔火焰法制備了組織致密、冶金結(jié)合良好的AlO/Fe熱障梯度涂層。涂層

21、中AlO分布均勻，從基體到外表的化學(xué)成分呈梯度分布，涂層外表AlO含量接近%。該涂層比普通的純AlO涂層結(jié)合力更高，耐熱沖擊性和彎曲強度也大大提升。爆炸噴涂是以熱能的忽然迸發(fā)來加熱熔化噴涂資料并使噴涂資料熔粒加速的熱噴涂方法。普通用氧 乙炔氣體混合由電火花點火發(fā)生爆炸，以產(chǎn)生熱量和沖擊波。該方法可以獲得優(yōu)良的涂層質(zhì)量，但是噴涂時會產(chǎn)生劇烈的噪音，而且會有微粒向周圍分散，影響環(huán)境?？屡嗔岬冗\用了爆炸噴涂技術(shù)完成了鎳基高溫合金基體上雙層構(gòu)造熱障涂層中陶瓷頂層的制備，結(jié)果闡明涂層的抗熱沖擊性能很好，但由于在熱循環(huán)過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和粘結(jié)氧化物生長應(yīng)力等會引起陶瓷層內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，最后導(dǎo)致涂層失效。超聲

22、速火焰噴涂是世紀(jì)年代初出現(xiàn)的一種新型熱噴涂技術(shù)，它是在火焰噴涂技術(shù)上開展出來的，也叫做高速火焰噴涂。該方法可以產(chǎn)生的高壓燃氣流，速度可以到達m/s，產(chǎn)生結(jié)合強度很高的致密涂層。劉爽等利用超聲速火焰噴涂制備了Fe Al/SiC復(fù)合涂層，該涂層具有良好的耐熱耐蝕才干，經(jīng)過h的涂鹽熱腐蝕后，涂層的腐蝕增重值大約只需基體的%。等離子噴涂技術(shù)是人們目前制備陶瓷涂層的主要方法之一。該方法不需求大規(guī)模的真空安裝，噴涂資料不受限制，涂層構(gòu)成速度快而且還可以構(gòu)成高熔點資料的涂層。等離子噴涂AlO陶瓷涂層的化學(xué)性能比較穩(wěn)定、硬度較高、導(dǎo)熱較差，經(jīng)常運用于耐磨、耐熱、耐腐蝕的涂層，但該方法不易噴涂小管徑管道的內(nèi)壁。

23、冼文鋒等研討了等離子ZrO涂層在水淬和火焰噴燒下的抗熱震性能。結(jié)果闡明涂層在火焰噴涂條件下的性能優(yōu)于在水淬，涂層中的孔隙加速了涂層裂紋的擴展。溶膠 凝膠法溶膠 凝膠法是由濕法化學(xué)開展構(gòu)成的一種陶瓷涂層制備工藝，是一種在低溫下制備陶瓷涂層的方法。其根本原理是將金屬化合物的前驅(qū)體溶于溶劑中，在催化劑的作用下，與溶劑產(chǎn)生水解或醇解反響，生成物聚集成溶膠，以溶膠對基體外表進展涂膜處置，溶膠經(jīng)凝膠化后得到干凝膠，之后再經(jīng)過熱處置得到陶瓷涂層。溶膠 凝膠方法工藝簡單，本錢低，而且可以在遠低于陶瓷燒結(jié)溫度下獲得致密的高質(zhì)量涂層，但通常整個溶膠-凝膠過程所需時間較長，而且凝膠中存在大量微孔，在枯燥過程中容易產(chǎn)

24、生收縮。馬卉等在年分別用溶膠-凝膠法和料漿法制備了莫來石和氧化鋁涂層。利用溶膠 - 凝膠法，當(dāng)溶膠加熱時間為h，溶膠濃度在.-mol/ml和.-mol/ml之間，/min升溫速率下可制做出覆蓋完全而致密的莫來石陶瓷膜的涂層，抗熱震性實驗和抗高溫氧化實驗闡明在灼燒的涂層與基體結(jié)合強度較好。采用料漿法在不銹鋼基體上制備陶瓷涂層，料漿中以水玻璃為粘結(jié)劑涂覆的陶瓷涂層與不銹鋼基體結(jié)合良好。激光熔覆法激光熔覆技術(shù)興起于在世紀(jì)年代末，被視為最有價值的外表強化方法。該方法是以激光當(dāng)做熱源在基體外表熔接一層資料，使廉價資料表層構(gòu)成和基體資料成分、組織性能相異的外表熔覆層。激光熔覆可以實現(xiàn)基體與涂層的冶金結(jié)合，

25、得到具有特殊性能的涂層，到達外表改性以及外表修復(fù)，從而顯著改善基體的耐磨、抗氧化、耐熱、耐腐蝕等才干，而且冷卻速度快，組織細小，固溶度大。但是熔覆層質(zhì)量不穩(wěn)定，存在氣孔、裂紋、變形、燒損、氧化和外表不平的缺陷，而且激光設(shè)備價錢昂貴、操作困難，使激光熔覆的本錢提高。王利蕊等利用了激光熔覆法在SiMn外表熔覆出了納米SiC涂層。選用合理的工藝參數(shù)即可獲得質(zhì)量較好的涂層，但SiC晶粒尺寸有所增大，而且熔覆過程中存在分解反響。自蔓延高溫合成法自蔓延高溫合成法(SHS)是利用原料發(fā)生放熱反響，反響產(chǎn)物堆積在基體上構(gòu)成涂層的技術(shù)。該技術(shù)通常是在基體上預(yù)置成分梯度變化的涂層資料，然后部分點火引燃化學(xué)反響，化

26、學(xué)反響放出的熱量可以使反響繼續(xù)進展，同時基體外表短時間內(nèi)高溫熔化，涂層與金屬基體之間經(jīng)過冶金結(jié)合獲得高粘結(jié)強度的梯度涂層。當(dāng)前的SHS涂層工藝中被廣泛研討的有SHS鑄滲涂層、SHS放射堆積涂層和氣相傳輸SHS涂層。該工藝處理了構(gòu)造陶瓷熔點高、本錢高、不易加工等制約要素，在高熔點、高硬度資料涂層的制備上作出了宏大奉獻。林峰等在自蔓延高溫合成技術(shù)的根底上，結(jié)合了氧 乙炔火焰噴涂技術(shù)，對SHS反響火焰噴涂技術(shù)進展了研討。從實際和工藝兩個方面研討了自蔓延高溫合成反響火焰噴涂技術(shù)的規(guī)律和影響要素，并且提出了自蔓延高溫合成反響火焰噴涂的根本步驟和熱噴涂條件下的反響機理。噴涂聚會粉的粒度不同，得到的涂層中產(chǎn)

27、物相以及產(chǎn)物所占比例也不一樣，減小粒度可以使涂層的孔隙率下降。電火花堆積法電火花堆積法是一種具有低應(yīng)力，低變形特點的外表強化工藝，該工藝的根本原理是利用電源存儲的電能使旋轉(zhuǎn)電極在與工件接觸的短時間內(nèi)產(chǎn)生高頻的火花放電，放電的微波區(qū)內(nèi)產(chǎn)生很高的溫度，構(gòu)成空氣電離通道，該高溫把作為電極的導(dǎo)電資料迅速熔化，與工件基體外表產(chǎn)生瞬間高溫高壓的冶金過程；并且在高溫暖電場的作用下，電極資料經(jīng)過熔滲、分散到母材基體中，構(gòu)成冶金結(jié)合的涂層。運用電火花堆積技術(shù)對工件的外表進展處置，可延伸設(shè)備的壽命，減少資源的耗費，有很高的環(huán)保意義。汪瑞軍等采用電火花堆積法在TC合金外表制備WC-Co強化涂層，有效地提高了合金外表

28、的耐磨性能和硬度。氣相堆積法氣相堆積法分為化學(xué)氣相堆積法(CVD)和物理氣相堆積法(PVD)。CVD是在基體外表上借助空間氣相化學(xué)反響堆積固態(tài)薄膜的技術(shù)，PVD是采用加熱或高能束轟擊的方法使待鍍資料蒸發(fā)成氣態(tài)并將待鍍資料沉淀在工件外表得到涂層的技術(shù)。夏正月等用等離子體加強CVD制備了氫化非晶硅/二氧化硅多層薄膜，經(jīng)過兩步熱退火法獲得了可控尺寸的納米硅/二氧化硅多層構(gòu)造。QLuo等利用非平衡磁控濺射技術(shù)制備了TiAlCrYN涂層，實驗結(jié)果闡明，Y的參與進一步提高了涂層的高溫抗氧化性能。熱浸鋁工藝熱浸鍍鋁技術(shù)HDA是一種工業(yè)化的技術(shù)，它是將經(jīng)過處置的鋼鐵資料放入一定溫度的鋁液中保溫適當(dāng)時間，使固態(tài)

29、鐵和液態(tài)鋁之間發(fā)生一系列物理化學(xué)反響，經(jīng)過分散和吸附在鋼鐵外表構(gòu)成鍍鋁層和鐵鋁分散層，從而到達外表維護和強化的作用。鋼材的熱浸鋁過程是鋁與鐵之間相互潤濕、熔化、分散和生長的過程，。鋼材經(jīng)熱浸鋁處置后，鍍鋁層厚度較大，并在鍍鋁層和基材之間構(gòu)成了Fe Al合金層，鍍層與基材之間的結(jié)合非常牢靠，可以大幅度提高鋼材的耐腐蝕性和抗高溫氧化性能，可使鋼材的運用溫度提高或延伸高溫運用周期。鋼基材外表獲得鍍鋁層后，由于Al元素的化學(xué)活性高，鍍層外表會自然生成一層AlO膜，使其耐腐蝕性和抗高溫氧化性能得到大幅提高。但在空氣中構(gòu)成AlO較薄，分布不均勻，難于滿足一些條件比較苛刻的要求，也不能發(fā)揚出AlO耐磨性的特

30、點。為了獲得高質(zhì)量AlO涂層，工業(yè)上常采用高溫氧化、微弧氧化、電泳堆積等方法法來獲得AlO涂層。關(guān)君實學(xué)者經(jīng)過無機熔融鹽電鍍的方法在Q鋼上獲得了鍍鋁層，并對所得鍍鋁層進展了高溫氧化實驗。在獲得了AlO薄膜，極大地提高了鍍鋁層外表的硬度。Y. Y. Chang等將冷軋 Cr-Mo 鋼片放入熔融 Al-wt.%Si 中進展熱浸鍍處置，獲得了厚度為m的鍍層，并在中進展高溫氧化處置。實驗闡明，在氧化開場的h內(nèi)，氧化速率很快，之后速率降低，試樣外表構(gòu)成了-AlO，呈納米棒狀離散分布。外表-AlO與基材之間為多孔狀的FeAl合金層，孔洞的構(gòu)成是由于合金層的 Al 元素與空氣中 O 結(jié)合生成AlO，隨著Al

31、元素的不斷氧化，孔洞也有增大增多的趨勢。. 釬涂工藝近年來，他們開發(fā)出了一種新的涂層制備工藝，即釬涂技術(shù)。釬涂技術(shù)是借助釬焊的原理，利用液態(tài)釬料合金在基體金屬上的潤濕和鋪展，在基體外表構(gòu)成一種具有特殊性能涂層的資料外表加工技術(shù)。利用釬涂技術(shù)既可以制備具有特定性能的金屬涂層，也可以經(jīng)過在涂層資料中添加陶瓷加強相(如碳化物、硼化物、氧化物等)方便地制備陶瓷/金屬復(fù)合耐磨涂層。與傳統(tǒng)的涂層技術(shù)相比，釬涂技術(shù)具有如下特點：()涂層與基體之間為冶金結(jié)合，結(jié)合強度高; ()涂層中陶瓷相含量范圍寬(%)，且組織均勻、致密、孔隙率低；()可制備涂層的厚度范圍大，既可制備m的薄涂層，也可獲得mm的厚涂層；()涂

32、層外表光滑、質(zhì)量好、加工精度高，對于普通運用只需少量加工甚至無需加工。因此釬涂是一種很有出路的加工方法。釬涂的原理從本質(zhì)上來說，釬涂就是一種特殊的釬焊。與常規(guī)釬焊不同的是釬涂的資料由兩部分組成：一部分是通常所用的釬料，它的熔化溫度較低，稱為低熔點組分；另一部分是熔點高的硬質(zhì)合金，稱為高熔點組分。實際上來講，任何一種釬料都可以作為釬涂資料的低熔點組分。但是作為耐磨層，釬料本身要具有一定的硬度。釬料的流動性要好，以構(gòu)成光滑的外表。對高熔點組分，即硬質(zhì)合金的要求是：硬度高、不能太脆、穩(wěn)定性好、容易被釬料潮濕。要想得到良好的涂層,作為粘結(jié)相的釬料合金與作為硬質(zhì)相的陶瓷之間必需有較好的潤濕性,滿足這樣條

33、件的合金與陶瓷組合非常有限目前用于釬涂的釬料合金僅限于鎳基釬料(BNiCrBSiB,BNiCrP),陶瓷相僅限于WC和CrC等-。鎳基釬料當(dāng)要求釬焊件在較高的溫度下進展的時候，他們普通采用鎳基釬料。鎳基釬料以金屬鎳為基體，然后添加能降低熔點且能提高熱強度的元素，如硼、鉻、硅等。規(guī)范鎳基釬料的成分和熔化特性列于表.。表. 規(guī)范鎳基釬料牌號主要化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)熔化溫度釬焊溫度NiCrBSiFeCPBNiCrSiB余量.BNiCrSiB余量.BNiCrSiB余量.BNiCrP余量.BNiCrSiB含鉻量高，釬焊的時候硼和碳向基體分散，會使釬縫的重熔溫度提升。它有良好的高溫性能，運用于在高溫下接

34、受大應(yīng)力的部件。BNiCrSiB的熔化溫度比BNiCrSiB高，流動性相對差一些。但其含碳量低，能減少碳向基體的分散，釬料和基體的作用減弱，可用來釬焊比BNiCrSiB薄一些的工件。BNiCrSiB也具有很好的高溫性能，用途與BNiCrSiB類似。BNiCrSiB的熔化溫度比以上兩種釬料都要低，可以在較低溫度下進展釬焊，釬料與基體的作用較弱，可用來釬焊較薄的工件。釬料的熔化溫度間隔小，流動性很好。由于該釬料含鉻量低，焊接接頭的抗氧化性比用BNiCrSiB焊的稍差。本設(shè)計所選用的鎳基釬料即為BNiCrSiBBNi。BNiCrP是鎳基釬料中熔化溫度最低的釬料之一，它屬于共晶成分，流動性非常好，可以

35、流入縫隙很小的接頭，釬料對基體的溶蝕作用也較小。BNiCrP含有較多的鉻，耐熱性能較好。但該釬料的高溫性能比鎳鉻硼硅和鎳硼硅釬料還是低得多。這種釬料主要用于焊接不銹鋼薄件。因該釬料不含硼，也特別適用于核領(lǐng)域。釬涂工藝根據(jù)涂層厚度和制備方法的不同，釬涂可以分成懸浮法和片狀法。懸浮法即將細顆粒(直徑約m)的硬質(zhì)合金以及細顆粒釬料粉用溶劑和黏結(jié)劑充分?jǐn)嚢?，直到成為懸浮狀。然后將工件浸在懸浮液中，或?qū)腋∫簢娡吭诠ぜ?，或用絲網(wǎng)印刷等方法將懸浮液涂抹在工件外表，每次涂抹的厚度為.到.mm。假設(shè)想要得到更厚的涂層，就要先將涂層枯燥，再用上述方法繼續(xù)涂抹，直到到達所要求的涂層厚度。假設(shè)要獲得.到mm厚度的

36、涂層，就可以用片狀法，如圖.所示。片狀法即先將釬料和硬質(zhì)合金單獨做成片狀，將細顆粒的球狀釬料或細顆粒硬質(zhì)合金用有機物黏結(jié)劑混合均勻，再用常規(guī)方法加工到所需厚度。釬料或硬質(zhì)合金粉末經(jīng)黏結(jié)劑黏結(jié)和壓力加工后成為樹膠的狀結(jié)合，有一定的強度。然后將制好的片裁成需求的外形，用有機黏結(jié)劑粘在工件外表，先放合金片，后放釬料片。在接下來的加熱過程中，當(dāng)溫度到達時，黏結(jié)劑揮發(fā)，不留下殘渣，這樣在硬質(zhì)合金之間構(gòu)成了空隙，可以起到劇烈的毛細作用。當(dāng)加熱溫度超越了釬料的熔點后，液體釬料在毛細作用下經(jīng)過硬質(zhì)合金的間隙并潤濕工件外表，繼而填滿整個硬質(zhì)合金顆粒之間的空間，最終完成釬涂過程。圖. 片狀法釬涂原理.釬涂技術(shù)分類

37、釬涂技術(shù)可以采用的加熱方法有很多，制備涂層時的維護氣氛也各不一樣。所以，釬涂技術(shù)可以從維護氣氛、加熱方法等幾方面進展分類。根據(jù)維護氣氛的不同將釬涂技術(shù)分成真空釬涂和維護氣氛釬涂兩種；按照加熱方法的不同可分為：爐中釬涂，感應(yīng)釬涂，等離子釬涂噴焊等等。. 按維護氣氛分類真空釬涂真空釬涂即在真空條件下的釬涂工藝，該技術(shù)可以在金屬基體外表制備耐磨、防腐蝕的金屬陶瓷涂層，這種涂層有很多優(yōu)點：無微裂紋和微氣孔，是一種延續(xù)致密的涂層，其抗氧化及抗腐蝕性能電鍍層和熱噴涂層要強；涂層的厚度范圍較大，薄可以為.mm，厚可以達mm，薄的涂層普通起防腐蝕和抗氧化的作用，厚涂層那么用來耐磨和修復(fù)工件外表缺陷；涂層的成分

38、可以根據(jù)需求來調(diào)整，涂層的硬度也可以在一定范圍內(nèi)變化，它的硬度上限可達HRC 以上，該硬度是其它涂層制備工藝很難到達的，而且該涂層比堆焊層等涂層的硬度分布均勻。真空釬涂的根本過程為：將涂層原料按設(shè)計好的成分比例調(diào)配后混合均勻，參與有機黏結(jié)劑做成料漿，對基材需求制備涂層的外表進展清洗，去除油污和氧化皮，將料漿涂覆或噴涂于基體清洗過的外表上并烘干，揮發(fā)掉有機黏結(jié)劑中的溶劑，然后在真空條件下將試樣快速加熱到所需的釬涂溫度，保溫適當(dāng)?shù)臅r間后在真空爐中冷卻。釬涂溫度設(shè)定在基材的熔點以下，但在涂層固相溫度以上，在該溫度下合金涂層處于液化形狀，使涂層與基材之間發(fā)生分散構(gòu)成冶金結(jié)合。用真空釬涂制備金屬陶瓷涂層

39、時，常用料漿法或者噴涂法。料漿法的優(yōu)點有以下幾種：在修繕部件時或在摩擦部件內(nèi)部可進展部分涂覆；工藝性能優(yōu)良；即使制備多組分的復(fù)雜的涂層，也可用較簡單的方法；進展適當(dāng)?shù)臒崽幹煤罂梢允雇扛膊考安考^熱構(gòu)造復(fù)原兩個過程同時進展；在大型零件上制備涂層，特別是在需求部分涂覆時，經(jīng)濟效益非常高。用料漿法制備涂層適宜用真空氣氛或氫氣維護。均勻的復(fù)合涂層只能在適當(dāng)溫度下制得，在開場流散的溫度下，涂層往往帶有缺陷，但在過高的溫度下，熔融的釬料會從涂層上流下來。料漿的臨界厚度不僅取決于料漿的成分，還取決于溫度和金屬基體的成分。在料漿中參與鉻等難熔物，使之難以液化，就不易沿基體外表流散，便能令涂層最大厚度顯著添加

40、。料漿法的缺陷有以下幾種：料漿涂覆的方法不夠完善，難以在零件上制備厚度均勻的涂層；難以在空心零件內(nèi)外表上制備涂層；只需采用高分散性粉末才干在擴展面制備涂層。涂層性能在很大程度上取決于操作者的熟練程度。在厚度及成分一樣的條件下，料漿法制備的涂層由于不致密，其抗破裂的才干會比噴涂法制備的涂層低一些。這種缺陷是在枯燥料漿中的有機組分時產(chǎn)生的。真空釬涂制備涂層的資料由鈷基合金、鐵基合金、鎳基合金以及陶瓷相組成，真空加熱后在涂層中產(chǎn)生硬質(zhì)陶瓷相化合物，分散在基體中以提高資料的耐磨性和硬度。用真空釬涂制備的合金涂層多數(shù)為彌散強化型合金，其析出相主要有碳化物、硼化物以及硅化物，碳化物、硼化物會起到彌散強化的

41、作用。合金基體及其中的碳化物、硼化物使涂層擁有良好的耐磨、耐熱、抗腐蝕和抗氧化的性能。真空釬涂的涂層資料選擇受會到加熱方式的影響，加熱方式不同，涂層資料的選擇也不同。假設(shè)用爐中電阻絲加熱，由于設(shè)備的限制，能到達的溫度遠遠低于激光、火焰、等離子、電弧的加熱溫度。此時選擇的涂層資料為熔化溫度較低的自熔合金，如鐵基、鈷基、鎳基自熔合金。維護氣氛釬涂維護氣氛釬涂的過程、涂層資料的選擇、涂層厚度的范圍等與真空釬涂一樣，不同點在于采用了維護性氣體。采用維護性氣體的目的是防止涂層資料或基體在釬涂過程中氧化。常用的維護性氣體主要有：放熱氣體或吸熱氣體：這類氣體主要經(jīng)過天然氣等氣體與空氣混合后熄滅制得。該類氣體

42、主要成分是氮、氫、烷、一氧化碳、二氧化碳及水蒸氣。分解氨：這類氣體是加熱純真的氨氣制得的一種氣體，其中含有/的氫氣、/的氮及微量的水蒸氣。氫氣：這種維護氣氛廣泛地運用于在不銹鋼和耐熱鋼上制備釬涂的涂層。市場上可以買到消費氫的發(fā)生器以及裝在低溫容器中的液化氫。通常在耗費量比較小的情況下運用氫氣瓶較為經(jīng)濟。在有些情況下，氫氣必需經(jīng)過枯燥，以減少氫氣中的水蒸氣。惰性氣體：惰性氣體氬廣泛運用于爐中釬涂的某些情況。氬只能以氣態(tài)或液態(tài)裝入罐中供應(yīng)。氦雖然非常適宜用于釬涂維護氣體，但其運用并不廣泛，由于供應(yīng)量較小。氦是一種密度很小的氣體，并對一切的金屬都顯示出惰性。其它氣體：某些氮混合氣體對金屬基體和涂層資

43、料有較強的復(fù)原性，也可以用于釬涂。. 按加熱方式分類爐中釬涂爐中釬涂所用的設(shè)備為釬焊爐，所用安裝如圖.所示。爐中釬涂法不限于某種金屬基體，也不限于某種釬涂資料，而是取決于多種要素。釬焊爐可以是由電熱、燃油、燃氣或等離子加熱的。選擇的爐子也必需有適宜的構(gòu)造，能對溫度、時間和維護氣體提供所需求的控制，還要對溫度和維護氣體有適當(dāng)?shù)男?zhǔn)控制的安裝。在傳送帶類型的爐子中，工件在爐中的速度必需加以控制，由于它控制著工件的保溫時間。圖. 爐中釬涂設(shè)備表示圖爐中釬涂法主要包括涂層資料的預(yù)涂覆和加熱釬涂兩個過程。預(yù)涂覆是采用噴涂等方法把涂層資料涂在清洗過的基體外表，加熱釬涂過程是把涂覆著涂層原資料的工件放在加熱

44、爐中，按一定的方法加熱，利用爐內(nèi)的高溫使涂層資料熔化，使之潤濕并鋪展到基體外表，最終構(gòu)成與基體冶金結(jié)合的涂層。爐內(nèi)釬涂具有加熱、冷卻和氣氛維護的優(yōu)點，適宜平板組件、薄的涂層、不規(guī)那么的工件和大批量消費的工件。由于加熱和冷卻可以準(zhǔn)確地控制，所以由膨脹引起的缺陷可以減至最小，同時也可以堅持工件原先的邊棱。感應(yīng)釬涂感應(yīng)釬涂就是經(jīng)過特定的設(shè)備，利用感應(yīng)快速集膚致熱原理把各種自熔合金基金屬陶瓷原資料熔化、涂覆于工件外表，制備出冶金結(jié)合的涂層。假設(shè)用感應(yīng)釬涂制備涂層，必需仔細思索設(shè)備、感應(yīng)圈設(shè)計、基體金屬、涂層資料的熔點等。每一個要素及多個要素的結(jié)協(xié)作用都是很重要的。將這些要素做適當(dāng)?shù)恼{(diào)理，就可以在多種金

45、屬基體上進展釬涂。感應(yīng)釬涂用的電源設(shè)備主要有三種類型，分別為間隙電火花安裝、電動機發(fā)電機組和真空管振蕩器。按頻率高低分類，可以把電動發(fā)生器看成是低頻Hz 以下，間隙電火花安裝為中頻HzHz，真空管振蕩器為中頻到高頻Hz。感應(yīng)加熱設(shè)備的一個主要部件是感應(yīng)線圈，又稱為任務(wù)圈。大部分的任務(wù)圈構(gòu)造都比較簡單，可以由用戶自行制造。任務(wù)圈普通由銅管做成，但也可以做成感應(yīng)塊，在它內(nèi)部制出冷卻水的通道。在釬涂過程中要冷卻任務(wù)圈，通常用循環(huán)水的方法。容量為. kW的小型真空管設(shè)備可以采用空冷任務(wù)圈。任務(wù)圈的制做要使零件的加熱獲得最大的熱效率。在有效功率的范圍內(nèi)，可以用更大尺寸的通用型任務(wù)圈以適宜多種焊接接頭方式

46、。銅管的匝數(shù)或者感應(yīng)塊的厚度取決于加熱區(qū)范圍的大小。任務(wù)圈的設(shè)計還要思索到加熱區(qū)域外表的不規(guī)那么性以及零件的拐角影響這兩點。任務(wù)圈和待加熱零件之間間隙的大小稱為耦合量。經(jīng)過改動零件不同部位的耦合量，從緊耦合變成松耦合，可以調(diào)理零件各部分的熱輸入量。這一點對于截面厚薄不均的工件是非常重要的，經(jīng)過調(diào)理使每個截面都得到正確的耦合量，可以使零件各部位同時到達均勻的溫度。經(jīng)過高頻或者中頻感應(yīng)，利用工件和涂層中產(chǎn)生的感應(yīng)電流加熱熔化涂層的方法熔化涂層的效率高，費用低。針對涂層的厚度，經(jīng)過改動感應(yīng)的頻率，可以調(diào)理熔透深度，以獲得稱心的熔化效果，而且可以在不預(yù)熱工件的情況下熔化涂層。經(jīng)過感應(yīng)器的設(shè)計，可對平面

47、涂層、圓柱形外表涂層、內(nèi)孔外表涂層或其他特殊外形的涂層進展熔化處置。但該方法不易用于不規(guī)那么外形的工件，同時也存在加熱不均勻而引起熱應(yīng)力，使涂層與基體剝離或使基體變形的問題。等離子釬涂等離子釬涂也叫做等離子噴熔或等離子噴焊，是用等離子弧為主要熱源，在金屬外表制備涂層的工藝。等離子釬涂有噴涂和熔融兩個過程，這兩個過程是同時進展的，不分先后。在噴涂過程中，可以均勻地加熱進入弧柱的粉末。粉末隨著等離子射流放射到熔池中。由于用的是柔性弧，噴涂間隔 也很短，所以粉末顆粒的速度并不高，普通只呈半熔形狀堆積在工件上。熔融過程是粉末顆粒堆積到工件上之后進展的。落入熔池的粉末進入轉(zhuǎn)移弧的陽極區(qū)，遭到高溫而迅速熔

48、化，然后將熱量傳送給基體。電弧由于液態(tài)合金熔池的阻撓無法穿透基體資料，因此雖然轉(zhuǎn)移弧的溫度高，熱量集中，但是工件的熔深卻不大，這使得基體資料對合金的稀釋率較低。與火焰釬涂不同的是，電弧對熔池有很強的攪拌作用，這使冶金過程更充分，熔池中的氣體和熔渣能充分排出，所以容易防止涂層產(chǎn)生缺陷或留下殘渣。等離子釬涂的缺陷是設(shè)備投資大，能耗很高，部分高溫容易使資料的微觀構(gòu)造發(fā)生變化，同時容易在涂層中產(chǎn)生應(yīng)力而使涂層與基體剝離。. 釬涂涂層的研討進展. 涂層的組織構(gòu)造對于釬涂涂層的組織構(gòu)造，前人曾經(jīng)有過許多研討。例如自熔合金的組織構(gòu)造特征是在韌性的固溶體合金基體上均勻分布著大小不等的硬質(zhì)顆粒的多相組織，其相組

49、成主要有基體相和硬質(zhì)相，其中硬質(zhì)相的含量可以恣意調(diào)整。如M. R. Dustoor 等人經(jīng)過釬涂技術(shù)制備了硬質(zhì)相含量分別為WC-%Co 粒子、球形WC-%Co 粒子以及球形WC-%Co 粒子+粒徑為m 的細小均勻WC 粒子構(gòu)成的涂層。其中WC-%Co 涂層的斷裂強度最大。普通地，釬涂涂層成層狀分布，如圖.，國內(nèi)外許多人發(fā)現(xiàn)了這種情況。而且他們還報道說在碳化物與涂層資料界面之間，涂層資料與基體界面之間都存在分散景象，如圖. 。合金的分散表現(xiàn)為以下幾方面：不僅發(fā)生了從涂層向母材方向的C、Ni 元素的分散，而且還發(fā)生了母材向涂層中Fe 元素的分散實踐上也有B、Si、Cr 等元素的分散；元素W 沒有發(fā)

50、生分散，到過渡區(qū)后，隨白色硬質(zhì)相消逝，W 曲線的變化消逝；元素Ni、Fe 在過渡區(qū)的分散曲線比較平緩。釬涂涂層除了層狀分布的外，也有涂層組織均勻分布的情形，如圖.、圖. 所示。圖. 釬涂涂層的SEM圖像 圖. 涂層資料的電子掃描曲線圖. NiCrBSi涂層顯微構(gòu)造 圖. 鈷基合金涂層SEM圖像涂層的構(gòu)造在很大程度上受涂層中硬質(zhì)相含量的影響。有人研討發(fā)現(xiàn)隨著Ni 基復(fù)合釬涂涂層中WC-Co 含量的不同，硬質(zhì)相在涂層中的分布差別較大，在含WC-CoWt%的釬涂涂層中，最上層通常沒有硬質(zhì)相，中間層包含的硬質(zhì)相最多，第三層緊挨基體的一層含有的硬質(zhì)相含量居中；而且最上層的厚度隨硬質(zhì)相含量而變化，當(dāng)WC-

51、Co 為 Wt%時，最上層厚度大約為m；WC-Co 含量為 Wt%時，最上層的厚度減小一半，為m，而當(dāng)WC-Co 含量為 Wt%時，其厚度下降為零。. 涂層的硬度與耐磨性能合金涂層的運用特性主要由涂層的化學(xué)組成和組織構(gòu)造所決議。其次，在釬涂過程或高溫運用過程中涂層與基體之間的相互分散對合金涂層的性能也有非常重要的影響。許多人研討以為提高釬涂涂層的硬度、涂層本身及與基體的結(jié)合強度，并在涂層中添加適量的硬質(zhì)相能添加涂層的抗氧化性、抗熱震性和耐磨性能。影響涂層結(jié)合強度、硬度的要素有工藝要素和成分要素。如國內(nèi)有人研討Ni 基復(fù)合涂層時發(fā)現(xiàn)工藝參數(shù)及Co 含量影響復(fù)合涂層WC/NiCrBSiCo界面的結(jié)

52、合強度以及涂層/基體界面的結(jié)合強度和涂層的硬度。釬焊溫度和釬焊時間與結(jié)合強度的關(guān)系如圖. 所示。普通地，復(fù)合涂層的抗拉強度為MPa；涂層/基體界面的結(jié)合強度為MPa。而采用在保溫min 的釬焊工藝時，可以獲得最高結(jié)合強度。涂層本身結(jié)合強度最高為MPa；涂層與基體間的最高銜接強度為MPa。釬涂時間、保溫時間的延伸都使涂層耐磨性略微下降。另外，他們發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)相使涂層的硬度明顯提高，而Co 含量的添加那么使涂層硬度減小。涂層沿層深方向的顯微硬度的變化曲線如圖. 所示。從曲線圖中可以看出：在涂層的表層中(離界面.mm)，Ni 基高硬度共晶合金基底(HV)上分布著硬度極高的硬質(zhì)相(硬度高達HV)；在距界面

53、.mm 的范圍內(nèi)，曲線出現(xiàn)了相應(yīng)的峰值與峰區(qū)。這能夠與構(gòu)成固溶體的Ni 金屬的下滲呵斥硬質(zhì)相在此區(qū)間相對多分布有關(guān)；在界面附近(距界面-.mm+.mm 區(qū)間內(nèi))，曲線變化平緩，在界面處沒有明顯的階梯騰躍，這遠遠不同于機械結(jié)合的熱噴涂、氣相堆積涂層的界面處的硬度分布，它也闡明在界面處真空釬焊涂層與母材的結(jié)合良好；從界面往左，硬度值由HV 逐漸下降，在.mm 以后，曲線趨于穩(wěn)定，到達基體的硬度值，這與界面左側(cè)一部分區(qū)域內(nèi)，碳與合金元素發(fā)生分散，使共析點左移，這一區(qū)域構(gòu)成大量珠光體，并使之得到合金強化，而內(nèi)部為基體組織的分布是相符的。S. C. Lim 等人研討Ni 基復(fù)合涂層時，也發(fā)現(xiàn)WC-Co

54、含量影響Ni 基復(fù)合涂層的硬度。WC-Co 含量小于 Wt%時，隨著WC-Co 含量的添加，Ni 基復(fù)合涂層硬度也隨之增大。而當(dāng)WC-Co 含量到達 Wt%時，涂層的硬度到達最大值HV；超越此含量，涂層硬度反而下降。當(dāng)WC-Co 含量到達 Wt%時，涂層硬度發(fā)生陡降。由此相應(yīng)地呵斥結(jié)合強度、硬度以及耐磨性能的下降。他們以為WC 粉末之間的粘結(jié)相較少，不能結(jié)實的把它們結(jié)合起來是呵斥硬度下降的緣由。圖. 釬涂時間(a)和釬涂溫度t(b)對涂層及涂層/基體拉伸強度的影響圖. 涂層中顯微硬度變化曲線其他人經(jīng)過研討發(fā)也現(xiàn)提高結(jié)合強度有利于涂層耐磨性的添加，如武志斌等研討金剛石涂層的時候也發(fā)現(xiàn)，釬焊過程中

55、Cr 元素在金剛石界面構(gòu)成富Cr 層并與金剛石外表的C 元素反響生成CrC 和CrC，鋼基體結(jié)合界面上Ni-Cr 合金和鋼基體中的元素相互分散，實現(xiàn)了金剛石與鋼基體間結(jié)實的化學(xué)冶金結(jié)合。涂層對金剛石的把持強度提高，使單層釬焊金剛石砂輪的耐用度及磨削效率較普通的電鍍砂輪有了明顯提高。陳浩等發(fā)現(xiàn)激光釬涂涂層的硬度、涂層組織比等離子釬涂涂層的硬度高、組織更細小均勻，因此具有更優(yōu)良的抗擦傷性和耐腐蝕性能?？傊瑹o論采用Ni 基合金、Co 基合金、Cu 基合金作為涂層粘結(jié)相資料；還是采用WC、TiC、CrC 作為硬質(zhì)相或者其他物質(zhì)作為硬質(zhì)相；也不論硬質(zhì)相的引入方式如何以及涂層中硬質(zhì)相所占的分量百分比如何

56、，在提高涂層本身及涂層與基體的結(jié)合強度、涂層硬度的情況下，都使涂層的抗氧化性、抗熱震性、耐磨性提高。而且，釬涂涂層的耐磨性能比火焰噴涂的好。. 課題背景及開展研討的意義. 課題背景及意義在科學(xué)技術(shù)飛速開展的今天，重工業(yè)依然是工業(yè)的根底，而資料工藝更是根底中的根底。交通運輸、冶金建筑、航空航天等各領(lǐng)域都離不開資料。鋅鍋沉沒輥是熱浸鍍鋅設(shè)備中一種重要零件，我國鋅鍋沉沒輥的輥軸與輥套需求從國外進口，價錢昂貴，而且磨損嚴(yán)重，平均一周就需求改換一次設(shè)備，導(dǎo)致軋制的本錢很高。所以資料的耐磨性是一個越來越遭到注重，也遭到越來越高的要求的一個問題。本設(shè)計旨在制備L不銹鋼外表的耐磨AlO或WC陶瓷涂層來處理鋅鍋

57、沉沒輥的輥軸與輥套磨損過于嚴(yán)重的問題，以延伸設(shè)備的運用壽命，進而提高消費效率。 . 主要研討內(nèi)容本設(shè)計的研討目的是探求提高不銹鋼外表硬度倍以上，提高耐磨性倍以上金屬陶瓷涂層的釬涂資料和釬涂工藝。本設(shè)計分別利用AlO與WC作為陶瓷加強相在L不銹鋼外表制備金屬陶瓷涂層，主要研討內(nèi)容為四個方面：涂層成分的設(shè)計與優(yōu)化；涂層涂覆工藝的研討；涂層性能測試；涂層微觀組織分析。 實驗資料、設(shè)備與實驗方法. 實驗資料與成分設(shè)計釬涂實驗所采用的基板為L不銹鋼板，規(guī)格有mmmm和mmmm兩種，化學(xué)成分見表.。表. L不銹鋼化學(xué)成分化學(xué)成分CSiMnPSNiCrMo含量Wt%.-.-.-.鎳基釬料BNi與陶瓷相的潤濕

58、性良好、熔點低、熔化溫度間隔小、流動性好，所以本設(shè)計中的鎳基釬料選用BNi。其他藥品包括AlO、TiNi、Ti、WC、WC-Co等。其中AlO粒度為目，WC的化學(xué)成分見表.。表. WC顆粒的化學(xué)成分化學(xué)成分含量Wt%WC不小于.C總.C游.Fe.Si.Mg.Al.K.Na.Ca.S.Mo.氧含量不大于.由于AlO粉相對于金屬釬料BNi的堆積密度較小，分別是.g/mL和.g/mL，故同等質(zhì)量情況下AlO粉體積較大。釬料合金與加強相的參與量應(yīng)遵照“體積法原那么，即:顆粒自然堆積后，顆粒間隙會產(chǎn)生一定的空間；而這部分體積應(yīng)該由熔融形狀的釬料來充填，這樣就會得到致密的復(fù)合釬料涂層。下面推導(dǎo)釬料參與量的

59、比例公式：單位體積中氧化鋁粉的實踐分量為：d氧化鋁粉實踐 ，單位體積中氧化鋁粉的實踐體積為：d氧化鋁粉實踐/d氧化鋁實際 ；單位體積空隙體積為：-d氧化鋁粉實踐/ d氧化鋁實際 ；單位體積中空隙充填釬料的實際分量：-d氧化鋁粉實踐/d氧化鋁實際d釬料實際；釬料的實際參與比例：=釬料的分量/氧化鋁粉的分量=單位體積中空隙充填釬料的實際分量/單位總體積中氧化鋁粉的實踐分量=-d氧化鋁粉實踐/d氧化鋁實際d釬料實際/ d氧化鋁粉實踐= d氧化鋁實際- d氧化鋁粉實踐/ d氧化鋁實際d氧化鋁粉實踐 d釬料實際把d氧化鋁實際=.g/ml，d氧化鋁粉實踐=.g/ml，d釬料實際=.g/ml代入上得，=.。

60、由此可以確定兩者的實踐參與比例：%釬料過剩=.。=釬料的分量/(釬料的分量+氧化鋁粉的分量)=./.+=.。故釬料應(yīng)占總質(zhì)量的.%，AlO粉.%。根據(jù)釬料的實際參與比例，做了組釬料的實驗，思索到釬料對AlO粉的潤濕性不良，添加了少量鈦作為活性助劑，實驗成分見表.。表. AlO釬料分組及成分組成試樣號BNi(Wt%)AlO (Wt%)TiNi(Wt%)Ti(Wt%)#參考趙敏海等的任務(wù)并經(jīng)過計算，針對WC加強相也做了假設(shè)干組實驗，并設(shè)置了SiC、TiC與無加強相的對照組。詳細分組情況與成分見表.。表. 碳化物釬料分組及成分組成試樣號BNi(Wt%)SiC(Wt%)WC(Wt%)TiC(Wt%)W