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内燃机车气缸等离子喷涂修复技术研究
| 论文题名： | 内燃机车气缸等离子喷涂修复技术研究 |
| 关键词： | 气缸缸套;等离子喷涂;纳米掺杂;热震试验;内燃机车;磨损失效 |
| 摘要： | 本文在分析了内燃机车气缸缸套内壁磨损失效机理的基础上，采用等离子喷涂的方法制备了纳米掺杂WC-Co涂层，普通WC-Co涂层以及普通NiCr-Cr3C2涂层。利用扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)及X光电子能谱(XPS)研究了喷涂涂层的显微结构、物相成分及化学成分，并对涂层的孔隙率、微区硬度及结合强度进行了测试和分析，比较了几种涂层的耐磨性能。在此基础上针进行了NiCr-Cr3C2涂层的热震试验。 试验结果和分析研究表明： 喷涂层为典型的层状结构，涂层与基体为机械结合。纳米掺杂WC-Co涂层的显微结构更加致密，涂层成分分布更加均匀，并且存在最低的孔隙率。普通WC-Co涂层表面粗糙，存在大量条带状结构，部分区域存在显微裂纹及孔隙，涂层中元素局部偏聚的情况比较严重。NiCr-Cr3C2涂层中存在明显的条带状结构及显微裂纹。WC-Co涂层表面的物相主要以WC、W2C及Co3W3C为主，NiCr-Cr3C2涂层中的主要物相是Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2以及Cr2O3,同时涂层中仍然存在NiCr相以及NiCrO3相。喷涂颗粒在形成涂层时发生了复杂的相结构转变及化学成分变化，这对涂层性能有着重要的影响。 纳米掺杂WC-Co涂层具有最高的微区硬度和结合强度。 在本论文试验条件下，纳米掺杂WC-Co涂层，普通WC-Co涂层以及普通NiCr-Cr3C2涂层等三种涂层的抗滑动磨损能力都强于T8工具钢，其抗磨损性能分别为T8钢的41倍，14倍及9倍。 在试验研究和分析了涂层的各项性能以及综合考虑经济性的基础上，选择普通NiCr-Cr3C2涂层作为气缸缸套内壁修复涂层。 NiCr-Cr3C2涂层经过800℃～室温循环热震试验后，出现显微裂纹时的循环次数为32次，涂层出现部分脱落时的循环次数为40次。Ni-Al打底层的存在，增强了涂层与基体的结合能力。NiCr-Cr3C2涂层具有良好的抗热应力剥离能力。 装车运行8.9万公里试验表明：涂层完整无破损，无剥落，磨损小。NiCr-Cr3C2涂层的设计应用是成功的。30～50万公里运行试验将继续进行。 |
| 作者： | 苟国庆 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 陈辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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