Navorsingsstatus van termiese spuitversleiingsbestande bedekkings tegnologie

1. Huidige navorsingsstatus van metaalbedekkings

Termiese spuitmetaalbedekkings is een van die vroegste bestudeerde en toegepaste slitasiebestande bedekkings. Gewoonlik gebruikte materiale sluit metale (Mo, Ni), koolstofstaal, laalegering staal, vlekvrye staal, en Ni-Cr legering reeks bedekkings in. Tegnieke soos vlamspuiting, boogspuiting, plasma spuiting, HVOF (Hoë-Snelheid Suurstof Brandstof), en detonasie spuiting word oor die algemeen gebruik. Hierdie bedekkings vertoon hoë hegtekrag met die substraat, saam met uitstekende slytasie- en korrosiebestandheid, wat hulle geskik maak vir die herstel van verslete dele en die bewerking van oorgrote komponente.

Wanneer plasma-spuit tegnologie met aluminium-gebaseerde legerings gebruik word om pistonring, sinkroniseerderinge en silinders te bedek, demonstreer die bedekkings goeie slitasieweerstand, hoë hechtsterkte, en uitstekende anti-heg slitasie eienskappe. Onder gesmeerde toestande vertoon hulle ook goeie anti-vastgryp en anti-skuif prestasie. Hoë-koolstof staal drade en vlekvrye staal (Cr13 tipe, 18-8 tipe, ens.) legering drade word algemeen gebruik as slitasie- en korrosieweerstandige spuitmateriaal. Hierdie materiale word gekenmerk deur hoë sterkte, goeie slitasieweerstand, wye beskikbaarheid, en lae koste. NiCr bedekkings bied goeie hitteweerstand, korrosieweerstand, en erosie slitasieweerstand, wat hulle geskik maak as beskermende bedekkings vir superverhitter en herverhitter buise in kragstasie ketels. Vlam- en plasma-spuitmetodes kan gebruik word om NiCr metaal slitasieweerstandige bedekkings met verskillende mikrostrukture voor te berei, alhoewel hierdie bedekkings geneig is om hoër porositeit en oksiedinhoud te hê.

2. Huidige Navorsingsstatus van Keramiekbedekkings

Termiese spuit keramiekpoeiers sluit oksiede, karbiede, boriede, nitriede en silikiede in, wat kristalliene of amorfe verbindings is wat uit metaal- en nie-metaalelemente bestaan. Keramiekbedekkings is bekend vir hul hoë smeltpunte, hoë hardheid, en uitstekende slitasieweerstand, korrosieweerstand, en hoë-temperatuur stabiliteit. egter, die proses om keramiekbedekkings te spuit is kompleks en duur, en die bedekkings is geneig tot oppervlakkrake en het 'n minderwaardige termiese vermoeiingsweerstand in vergelyking met metaalbedekkings. Daarbenewens het keramiekbedekkings swak taaiheid en is ongeschik vir toepassings wat beduidende impaklaaie behels. Gewoonlik gebruikte keramiekbedekkings sluit Al2O3, TiO2, Cr2O3, ZrO2, WC, TiC, Cr3C2, en TiB2 in, wat tipies voorberei word met behulp van plasma-spuit, vlamspuit, HVOF, en detonasiestuit tegnieke.

Ren Jingri et al. het die skuifwrywing en slytasie kenmerke van plasma-geëxtrudeerde Al2O3-40%TiO2 en Cr2O3 keramiekpoeierbedekkings bestudeer. Hulle het gevind dat Cr2O3 bedekkings 'n hoër slytasieweerstand as Al2O3-40%TiO2 bedekkings vertoon. Die slytasie-meganisme van Cr2O3 bedekkings is hoofsaaklik skuur slytasie, met bros breek kenmerke onder hoër laste.

Ander studies het die skuifwrywing en slytasie kenmerke van plasma-geëxtrudeerde multilag-metaal en keramiek bedekkings ondersoek. Die spuitvolgorde behels eers die aansoek van 'n NiCr bindlaag op die substraat, gevolg deur oorganglae met verskillende verhoudings van NiCr-Cr2O3, en uiteindelik 'n 100% Cr2O3 oppervlaklaag. Daar is gevind dat 'n toepaslike verhouding van metaal tot keramiek in die oorganglaag die slytasieweerstand van die bedekking kan verbeter. Die hoof slytasie meganismes sluit bros breuk, skuur slytasie, hegte, en oksidatiewe slytasie in.

huidige Navorsingsstatus van Metaal-Keramiek Bedekkings

Metale en keramiek het elk unieke voordele en kenmerkende prestasietekorte.

Cr3C2-NiCr metaal-keramiek bedekkings bestaan uit 'n refraktêre chroomkarbied harde fase en 'n buigsame nikkel-chroom legering fase. Hulle vertoon hoë hoë-temperatuur hardheid, uitstekende hoë-temperatuur slytasie weerstand, korrosie weerstand, oksidasie weerstand, en hoë hegfase sterkte. Hierdie bedekkings word wyd gebruik in komponente wat onder hoë-temperatuur (530–900°C) slytasie, korrosiewe slytasie, en erosiewe slytasie toestande werk, soos oondrolle in deurlopende annealing lyne, kernrolle in staalmeul deurlopende produksielyne, en silinderpiston ringe en voerings. TiB2-gebaseerde metaal-keramiek bedekkings, met hul hoë smeltpunt, hoë hardheid, goeie elektriese en magnetiese eienskappe, en hoë korrosie weerstand, is 'n potensiële alternatief vir Cr3C2 vir hoë-temperatuur, slytasie-bestande toepassings. Hulle bied hoër slytasie weerstand as Al2O3, Cr3C2-NiCr, en WC-Co.

WC-gebaseerde metaal-keraamiek bedekkings word algemeen gebruik in skuur- en erosiewe slytasie toestande onder 450°C. Xu Xiangyang et al. het die fretting slytasie meganisme van plasma-gesproe WC/18Co bedekkings bestudeer. Die resultate het getoon dat die aanvanklike fase van fretting slytasie oorheers word deur hegte slytasie, met die bedekking se hoë hardheid en sterk anti-heg eienskappe wat lei tot minimale slytasie. In die stabiele fase word vermoei delaminasie en bros krakende afskilfering die hoof slytasie meganismes, met die bedekking se brosheid en lae inter-deeltjie bindingsterkte wat lei tot verhoogde slytasie. Oksied insluitings binne die bedekking is die primêre oorsaak van onvoldoende fretting slytasie weerstand.

4. Huidige Navorsingsstatus van Amorfiese Bedekkings

Amorf materiaal word gekenmerk deur langafstand wanorde en kortafstand orde. Hulle toon dikwels superieure fisiese en chemiese eienskappe in vergelyking met hul kristalliene teenhangers, insluitend hoë sterkte, taaiheid, hardheid, korrosiebestandheid, en sagte magnetiese eienskappe, wat hulle 'n belowende nuwe klas van metaal materiale maak. Termiese spuit amorfe legering bedekkings het onlangs as 'n nuwe navorsingsgebied in materiaalwetenskap ontstaan. Termiese spuit tegnieke, as een van die metodes om groot-area amorfe bedekkings voor te berei, het begin om wye aandag te trek. Algemene metodes sluit plasma spuit, HVOF, en detonasie spuit in.

Xiang Xinghua et al. het plasma-spuitwerk gebruik om Fe-gebaseerde amorfe legeringbedekkings (wat Si, B, Cr, Ni, ens. bevat) voor te berei. Die bedekkings het 'n uniforme mikrostruktuur, hoë digtheid, lae porositeit, minimale oksiedinhoud, en hoë hardheid getoon, met mikrohardheid wat wissel van 530 tot 790 HV0.1. Die bedekkings het ook goeie binding met die substraat getoon.

Ander studies het die mikrostruktuur en slytasieweerstand van detonasie-spuit Fe-Cr-B legeringbedekkings ondersoek. Die resultate het aangedui dat die bedekkings uitstekende slytasie- en korrosieweerstand het. Tydens skuifslitasie het 'n dinamies gegenereerde amorfe oppervlakfilm die slytasieweerstand aansienlik verbeter en die wrywingkoëffisiënt verminder.

In samevatting kan die gebruik van HVOF, plasma spuit, boog spuit, en detonasie spuit om metaal, keramiek, metaal-keramiek, en amorfe slijtvaste bedekkings aan te wend, effektief die slijtweerstand van substraat materiale verbeter.