反应亚音速火焰喷涂三元硼化物基金属陶瓷涂层的制备

摘要

本课题应用反应亚音速火焰喷涂技术，在45钢表面合成三元硼化物基金属陶瓷涂层，使45钢在具有良好的韧性的同时又具有高的硬度。 本次研究运用了扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了不同粉末处理工艺下得到的涂层的组织以及显微硬度：不同热处理工艺下得到的涂层的组织、显微硬度以及界面结构合和界面元素分布；热处理工艺对过渡层组织的影响；加入过渡层后两处界面的结构及元素分布，涂层的组织及显微硬度。研究了涂层的组成，断面的硬度分布，界面的结合机理以及过渡层的形成机理。 结果表明：要得到大量的M02FeB2硬质相，必须对粉末材料进行造粒处理：热处理对涂层的显微组织、界面的结构以及涂层的硬度无影响，但是高温可以增强界面元素扩散，提高结合强度；过渡层为高硬度的Fe-Al相；涂层与基体、涂层与过渡层之间的结合均为机械结合；在过渡层上喷涂同样可以得到M02FeB2硬质相，同时过渡层与涂层之间有大量的元素扩散。 三元硼化物基金属陶瓷的硬度与抗弯强度相当于普通硬质合金的硬度和抗弯强度的范围，而密度却大约为普通硬质合金的五分之三。在钢材表面制备出三元硼化物基金属陶瓷涂层，使钢材既具有高的强度、韧性又具有高的硬度，同时保证涂层与基体具有良好的结合强度。应用这一技术既能改善材料的表面特性，提高材料使用寿命，有利于节约原材料，减少环境污染，又能形成新的产业和新的经济增长点，具有重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1反应热喷涂技术研究现状

1.2三元硼化物基金属陶瓷涂层的制备方法及存在问题

1.3课题来源、目的和意义

第2章涂层材料的选择及制备工艺方法

2.1涂层材料的化学成分选择

2.2涂层粉末材料处理工艺

2.3试验设备

2.4工艺参数

2.5喷涂工艺过程

2.6测试设备

2.7制样设备

第3章涂层

3.1团聚方式对涂层的显微组织的影响

3.2涂层的界面结构分析

3.3涂层的硬度

3.4本章小结

第4章喷涂后热处理工艺的选择

4.1表面涂层与基体间结合界面的类型

4.2热处理工艺

4.3涂层的显微组织

4.4涂层的显微硬度

4.5涂层的界面结构

4.6本章小结

第5章金属AI层对涂层界面结构的影响

5.1 AI层的制备工艺

5.2过渡层的显微组织

5.3过渡层的显微硬度

5.4陶瓷涂层的显微组织

5.5涂层的显微硬度

5.6陶瓷涂层与过渡层之间的界面结构分析

5.7本章小结

第6章结论

第7章展望

参考文献

致谢