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感应加热Mo_2FeB_2金属陶瓷涂层组织及性能研究

徐义胜  
【摘要】:反应火焰喷涂技术是将普通的热喷涂技术与自蔓延高温合成技术二者结合起来的一种新工艺,然而由该方法制备的涂层存在着结合强度过低,组织孔隙较多等不足。为解决以上问题,本文采用感应加热方法,对由反应火焰喷涂法制得的钢基三元硼化物Mo_2FeB_2金属陶瓷涂层进行相应后续热处理,以提高涂层的综合性能。 逐一分析13s感应加热时间工艺对于Mo_2FeB_2涂层的相组成、显微组织、界面结构、结合强度、硬度以及耐磨性的影响,为此特增设一组未加任何后续热处理之Mo_2FeB_2涂层与感应加热Mo_2FeB_2涂层一并进行分析(以下为便于分析,将以上两组涂层分别简称为对照涂层与热处理涂层)。结合他人针对对照涂层相组成所作的分析结果,采用X射线衍射仪对热处理涂层的相组成进行分析;为便于更详尽地了解感应加热工艺对于涂层的显微组织以及界面结构的影响,增设一组感应加热时间为10s的Mo_2FeB_2涂层,使用扫描电镜、能谱仪等仪器对感应时间分为0s、10s以及13s的三类Mo_2FeB_2金属陶瓷涂层进行组织以及界面分析;依据国标GB8642-88使用粘结拉伸试验法分别测得热处理涂层以及对照涂层与45﹟钢基体之间的结合强度;用HVS-1000型显微硬度仪分别测量热处理涂层以及对照涂层中三元硼化物涂层的显微硬度;使用金相试验抛光机等仪器对热处理涂层以及对照涂层进行相应耐磨性能测试。结果如下: (1)热处理涂层的相组成没有随着感应加热工艺的应用而发生显著的改变,与对照涂层相似,主要仍由Mo_2FeB_2硬质相与α-Fe基体相组成。 (2)热处理涂层的组织以及界面结构由于感应加热工艺的应用而得到显著地改善,具体表现则为伴随着感应加热时间的增加,组织更趋致密,界面结构则呈现出更加紧密的结合状态,但是于涂层界面处却未出现显著的元素扩散现象。 (3)热处理涂层的结合强度平均高达60.48 MPa,而对照涂层的结合强度平均仅为13.1 MPa。 (4)热处理涂层三元硼化物Mo_2FeB_2涂层的显微硬度HV_(0.1)平均值约为1500,而对照涂层显微硬度HV_(0.1)平均值仅约为1200。同时热处理涂层的耐磨性能较好,磨损率稳定在0.8 mg/mm~2左右,对照涂层的耐磨性能则相对一般,磨损率仅稳定在1.2 mg/mm~2左右。


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