导　　师： 曾德长

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 模具是工业生产中的核心装备之一,大量零部件都要通过模具成形制造。然而,我国模具的整体寿命明显低于发达国家,尤其是在较恶劣环境下服役的热作模具,其表面常发生氧化、磨损、腐蚀和疲劳开裂等损伤,极大地缩短其使用寿命。鉴于热作模具的失效大多由表面损伤引起,因此采用先进的表面工程技术对模具表面进行改性是提质延寿的关键。本文采用活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)技术在H13钢基体表面分别制备了Cr3C2-NiCr和Cr3C2-CoNiCrAlY涂层,并对喷涂工艺进行优化;利用XRD、SEM和EDS等分析手段分析涂层组织形貌与结构;对涂层的孔隙率、结合强度和显微硬度等基本性能进行测试;并重点对比研究两种涂层的摩擦磨损、抗高温氧化和抗热震性能。主要结论如下:(1)采用正交试验对AC-HVAF技术制备Cr3C2-CoNiCrAlY涂层的工艺进行正交优化,结果表明:喷涂距离、燃料Ⅰ压力和送粉率三个因素对涂层显微硬度影响的主次顺序为:燃料Ⅰ压力>喷涂距离>送粉率。当燃料Ⅰ压力为103 psi、喷涂距离为320 mm、送粉率为20%时所制备的涂层性能最佳。(2)采用AC-HVAF技术可以制备出与基体结合良好、组织均匀致密、无氧化脱碳的高质量Cr3C2-NiCr和Cr3C2-CoNi CrAl Y涂层,其孔隙率分别为0.87%、1.93%,硬度分别为1002.44 HV0.3、998.02 HV0.3,断裂韧性分别为2.75 MPa·m1/2、2.87 MPa·m1/2、结合强度均高于70 MPa。(3)摩擦磨损试验结果表明:在室温下,H13钢、Cr3C2-Ni Cr和Cr3C2-CoNiCrAlY涂层的磨损率分别为16.67×10-6、7.51×10-6、8.01×10-6 mm3/N·m;而在700℃时,三者的磨损率分别为83.53×10-6、23.78×10-6、19.83×10-6 mm3/N·m,这说明两种涂层在室温和高温下均具有良好的耐磨性能。具体的,Cr3C2-NiCr涂层的室温磨损率稍小于Cr3C2-CoNiCrAlY涂层,而高温磨损率则大于后者。另外,两种Cr3C2基涂层在室温下的磨损机制主要为疲劳磨损,而在

关 键 词： 基涂层 摩擦磨损性能 高温氧化性能 抗热震性能

领　　域： []