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《武汉理工大学》 2002年
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陶瓷/金属梯度耐磨涂层的实验研究及设计计算可视化

张辉  
【摘要】: 渣浆泵是矿山选矿车间重要的机械设备,由于矿浆的冲刷、摩擦和腐蚀的作用,渣桨泵的前后护板、蜗壳和叶轮等过流部件表面受磨损和腐蚀非常严重,短时间内就造成机械效率下降直至完全失效,严重影响着矿山的正常生产。因此,如何提高渣浆泵的耐磨损和使用寿命,现已受到矿山部门和厂家的广泛关注。然而渣浆泵原有的抗磨损方法是将易磨损部件用硬质合金制造,虽然硬质合金具有良好的耐磨性能,但是硬质合金不易加工且成本昂贵,使得用户维修与更换不便;此外硬质合金抗磨损性能和耐腐蚀性并不十分理想。为此本文采用等离子喷涂技术,选用陶瓷金属梯度耐磨涂层,应用于渣浆泵的过流件表面,以减缓矿浆对其表面的冲刷和腐蚀,从而提高其耐磨性和使用寿命。 本文根据渣浆泵的现场工况以及相关资料,在原有试验基础上对陶瓷耐磨材料进行了选择,并根据陶瓷性能测试国家标准设计了试样和试验方案。采用等离子喷涂技术在试样表面制备了耐磨涂层,试样材料是HT200,粘接层采用镍铬铝(NiCr/Al)或镍铬硼硅(NiCrBSi),中间过渡层为碳化钨和镍铬铝以及碳化钨和镍铬硼硅组成,涂层厚度分0.4mm、0.7mm和1.Omm三种。本文运用ANSYS软件,采用死活单元法对离子喷涂的涂层热应力进行了有限元计算,并进行了定性的分析。 耐磨涂层的性能检测和评定是本文工作的重点之一,直接反映了喷涂涂层质量好坏。本文性能试验包括了涂层与基体之间的结合强度、显微分析和硬度,同时利用现有的试验设备进行了近似模拟实际工况的磨损试验。分析试验获得数据,证明了本文所制备的陶瓷/金属梯度涂层的耐磨性优越,为渣浆泵的过流件喷涂以及现场整机耐磨试验奠定了基础。 本文还初步研究了陶瓷/金属梯度耐磨涂层设计系统(CMWRCDS:Ceramic/Metal Gradient Wear-Resistant Coating Design System)的可视化技术应用问题。着重研究了用C~(++) Builder,Fortran,OpenGL进行混合编程来实现陶瓷涂层设计系统可视化设计思路,即采用面向对象、可视化集成开发环境Borland公司的C~(++) Builder5作为软件开发平台,利用其可视化组件库(VCL)设计界面获得参数,由Fortran完成计算功能,使用数据文件和数据库保存各功能模块的计算结果,并利用OpenGL库函数生成等值线、云彩图,增强 摘 要 CMWRCDS设计系统的后处理可视化功能,探索了一条能够充分发挥不同语 吉的优点,攸系统刀’发更加高效快捷的方法。本文中提到的各种关键技术和 方法具有较好的通用性,对其他类似系统的开发具有一定的参考价值。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TG174.3

【引证文献】
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1 曾庆东;陶瓷/金属梯度耐磨涂层的应力分析[D];武汉理工大学;2002年
2 覃峰;陶瓷/金属梯度耐磨涂层的实验研究及喷涂过程仿真[D];武汉理工大学;2003年
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【参考文献】
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