Termalinio spraigtinimo trikčių varomų uždanginių technologijos tyrimų būklė

1. Metalo dangų tyrimų padėtis

Terminiai purškimo metalo danginiai yra vieni iš ankstyviausių tiriamų ir taikomų atsparų nusidėvėjimui dangų. Paprastai naudojamos medžiagos yra metalai (Mo, Ni), anglies plienas, mažo legiruotojo plieno, nerūdijančio plieno ir Ni-Cr legiruotės serijos danginiai. Paprastai naudojami tokie metodai kaip liepsnos purškimas, lankų purškimas, plazmos purškimas, HVOF (didžiojo greičio deguonies kurą) ir detonacijos purškimas. Šie danginiai turi didelį tvirtumą, puikiai atsparūs dėvėjimui ir korozijai, todėl tinka suvartojamoms dalims remontuoti ir per didelių komponentų apdirbti.

Naudojant plazmos purškimo technologiją su aliuminio lydiniais, kad būtų padengtos stūmoklio žiedai, sinchronizatoriaus žiedai ir cilindrai, padengiamieji dangos turi gerą atsparumą nusidėvėjimui, didelį tvirtumą ir puikias antiapdėvėjimo savybes. Sudarant tepimo sąlygas, jie taip pat turi gerą priešiškumo ir šlapimo veiksmingumą. Aukšto anglies dioksido kiekio plieno laidai ir nerūdijančio plieno (Cr13 tipo, 18-8 tipo ir kt.) lydinių laidai paprastai naudojami kaip atsparūs nusidėvėjimui ir korozijai purškimo medžiagos. Šioms medžiagoms būdingas didelis stiprumas, geras atsparumas nusidėvėjimui, platus prieinamumas ir maža kaina. NiCr danginiai turi gerą atsparumą karščiai, korozijai ir erozijai, todėl tinka kaip apsauginiai danginiai elektros jėgainių katlių šildytuvų ir atkurtuvų vamzdžiams. Gaminant skirtingos mikrostruktūros, atsparų dėmėms, NiCr metalo dangams, galima naudoti liepsnos ir plazmos purškimo metodus, nors šie dangai paprastai turi didesnį porumą ir oksido kiekį.

2. Išmokyti Ceraminių dangų mokslinių tyrimų būklė

Terminiai purškimo keramikos milteliai apima oksidus, karbidus, boridus, nitrusus ir silikidus, kurie yra kristaliniai arba amorfiniai junginiai, sudaryti iš metalinų ir nemetalinų elementų. Keramikos danginiai yra žinomi dėl didelio lydimo taško, didelio kietumo, puikios atsparumo nusidėvėjimui, atsparumo korozijai ir aukštos temperatūros stabilumo. Tačiau keraminių dangaus purškimo procesas yra sudėtingas ir brangus, o dangaus paviršiaus plyšimas ir prastesnis atsparumas šiluminiam nuovargiui yra mažesnis nei metalinių dangaus. Be to, keraminiai danginiai turi prastą kietumą ir netinkami naudoti didelių smūgių apkrovais. Paprastai naudojami keraminiai danginiai yra Al2O3, TiO2, Cr2O3, ZrO2, WC, TiC, Cr3C2 ir TiB2, paprastai paruošti naudojant plazmos purškimo, liepsnos purškimo, HVOF ir detonacijos purškimo metodus.

Ren Jingri ir kiti tyrė plazminiu purškimu apšvepintų Al2O3-40% TiO2 ir Cr2O3 keraminės miltelių dangų drėkinimo ir nusidėvėjimo savybes. Jie nustatė, kad Cr2O3 danginiai turi didesnę atsparumą nusidėvėjimui nei Al2O3-40% TiO2 danginiai. Cr2O3 dangų dėvėjimo mechanizmas yra daugiausia abrazivus, su trapiais lūžių požymių didesnėmis apkrovais. Tačiau Al2O3-40% TiO2 dangaus dėvėjimo mechanizmas daugiausia susijęs su plastiko deformacija ir delaminėjimu. Chen Chuanzhong et al. tyrė Al2O3-TiO2-NiCrAlY kompozitinius keraminį dangą, pažymėdami, kad TiO2 ir Al2O3 tirpimas sudaro tam tikrą tarpusavio tirpumo laipsnį, sumažindamas dangumą ir dar labiau didindamas dangumą, kietumą ir atsparumą dė

Kiti tyrimai tyrė plazminiu būdu purškiamų daugiasluoksnių metalinių ir keramininių dangaus drėkinimo ir nusidėvėjimo savybes. Švirkščiojimo seką sudaro pirmiausia NiCr jungčių dengimas ant substrato, po to pereinamojo laikotarpio sluoksniai su skirtingais NiCr-Cr2O3 santykiais ir galiausiai 100% Cr2O3 paviršiaus sluoksnis. Nustatyta, kad tinkamas metalo ir keramikos santykis pereinamojo sluoksnio sudėtyje gali pagerinti dangos nusidėvėjimo atsparumą. Pagrindiniai nusidėvėjimo mechanizmai yra trapūs lūžiai, abraziviosios apdirbimo, adhezijos ir oksidacinės apdirbimo.

3. Išmokyti. Metalo-keraminių dangų mokslinių tyrimų būklė

Metalai ir keramikos turi savo pranašumus ir trūkumus. Abiem medžiagų naudingų savybių derinimas yra seniai naudojamas medžiagų mokslo ir inžinerijos tyrimų kryptys. Metalo-keramikos kompozitinių dangų dangų dangų technologija, kuri apima vienodą tinkamos formos ir dydžio keraminių dalelių paskirstymą plastiko matricėje, sėkmingai sujungia metalų tvirtumą ir kietumą su keramikos atsparumu aukštai temperatūrai, dėvėjimui ir korozijai. Tai žymiai plečia tiek metalo, tiek keraminių medžiagų taikymo sritį, sėkmingai pritaikant jas kosmoso, cheminės, mechaninės ir energetikos pramonėse. Įprastai gaminant metalų ir keramikos danginius pramonėje naudojami Cr3C2-NiCr ir WC-Co, paprastai paruošti naudojant HVOF, plazmos ir detonacijos purškimo metodus.

Cr3C2-NiCr metalų ir keramikos danginiai susideda iš ugnies atsparios chromo karbido kietos fazės ir lanksto nikelo-chromo lydinio fazės. Jie turi didelę kietumą aukštos temperatūros sąlygomis, puikų atsparumą aukštai temperatūrai, atsparumą korozijai, atsparumą oksidacijai ir didelę jungimo stiprumą. Šie danginiai plačiai naudojami komponentuose, veikiančiuose esant aukštos temperatūros (530-900 °C) abrazijos, korozijos ir erozijos sąlygomis, pavyzdžiui, krosnių ritiniuose, esančiuose nuolatinės grūdinimo linijose, plieno gamyklos gamybos linijose, ir cilindrų stūmoklių žieduose ir ap TiB2 pagrindu pagamintos metalo keramikos dangos, kurių lydimo temperatūra yra didelė, kietumas didelis, geros elektros ir magnetinės savybės ir didelis atsparumas korozijai, yra potenciali alternatyva Cr3C2 naudojimui aukštos temperatūros ir atsparumo dėvėjimui srityse. Jie yra atsparesni dėmėms nei Al2O3, Cr3C2-NiCr ir WC-Co.

WC pagrindu pagamintos metalo-keramikos danga paprastai naudojama sušvelninimo ir erozijos sąlygomis, esant temperatūrai žemiau 450 °C. Xu Xiangyang et al. tyrė WC/18Co dangaus, išpurškto plazmos, sušvelninimo mechanizmą. Rezultatai parodė, kad pradiniame fretingo nusidėvėjimo etape dominuoja lipdinis nusidėvėjimas, o dėl didelio dangos kietumo ir stiprių anti-sitraukimo savybių yra minimaliai nusidėvėjimas. Stabilioje stadijoje pagrindiniai nusidėvėjimo mechanizmai yra nuovargio delaminėjimas ir trapūs krekingo išdžiovimai, o dangos trapumas ir mažas dalelių jungimo stiprumas sukelia padidėjusį nusidėvėjimą. Oksido įtraukimas į dangą yra pagrindinė nepakankamo nusidėvėjimo atsparumo sukėlimui priežastis.

4. Amorfinių dangų dabartinė mokslinių tyrimų padėtis

Amorfinių medžiagų charakteristikos - tolimas netvarkymas ir trumpas tvarkymas. Jie dažnai turi aukštesnes fizines ir chemines savybes, palyginti su jų kristalinėmis, įskaitant didelį stiprumą, kietumą, kietumą, atsparumą korozijai ir minkštus magnetinius savybes, todėl jie yra perspektyvi nauja metalinės medžiagos klasė. Terminiai purškimo amorfinių lydinių danginiai neseniai tapo nauja medžiagų mokslo tyrimų sritimi. Terminis purškimas, kaip vienas iš didelio ploto amorfinių dangų paruošimo metodų, pradėjo pritraukti plačią dėmesį. Paprastai naudojami plazminio purškimo, HVOF ir detonacijos purškimo metodai.

Xiang Xinghua ir kt. naudojo plazmos purškimą, kad paruoštų amorfinius lydinių danginius, kurių sudėtyje yra Fe (Si, B, Cr, Ni ir kt.). Plakiniai turėjo vienodą mikrostruktūrą, didelį tankumą, mažą poringumą, minimalų oksido kiekį ir didelį kietumą, o mikro kietumas svyravo nuo 530 iki 790 HV0,1. Be to, padengimai gerai prisirišo prie substrato.

Kiti tyrimai nagrinėjo detonacijos būdu purškiamų Fe-Cr-B lydinių dangų mikrostruktūrą ir atsparumą dėmimui. Iš šių tyrimų matyti, kad danginiai yra puikiai atsparūs dėvėjimui ir korozijai. Sliding suvartojimo metu dinamiškai sukurta amorfinė paviršiaus plėvelė žymiai pagerino slidimo atsparumą ir sumažino trinties koeficientą.

Apibendrinant, naudojant HVOF, plazmos purškimą, lankų purškimą ir detonacijos purškimą, kad būtų galima naudoti metalo, keramikos, metalo-keramikos ir amorfinių nusidėvėjimo atsparių dangų dangų, galima veiksmingai padidinti substrato medžiagų nusidėvėjimo atsp Išsamaus šilumos purškimo dangaus dėminių dėvėjimo mechanizmų ir dangaus mikrostruktūros poveikio dėmimo savybėms tyrimas suteikia teorinį pagrindą dangaus dėmės konstrukcijų tobulinimui, purškimo procesų optimizavimui ir naujų dėmimo atsparių dangaus dėminių kūrimui.