發動機UNIVER氣缸內壁等離子噴涂材料的研究
汽車發動機UNIVER氣缸的磨損失效受到人們越來越廣泛的關注。分析了發動機UNIVER氣缸內壁磨損失效的原理,總結出了對于發動機UNIVER氣缸內表面性能的要求,并且以此為依據找出適用于制備UNIVER氣缸內壁涂層的材料,并采用等離子噴涂并經過火焰重熔在Q235鋼板上分別制作了FeCrBSi、Ni60、Ni60-WC、Ni60-WC-Mo四種材料的涂層,著重分析了幾種涂層經過重熔之后性能的改善。利用掃描電鏡、X射線衍射研究了涂層的相成分和顯微結構,并對涂層的結合強度、硬度、孔隙率及摩擦性能進行了測試。
發動機UNIVER氣缸內壁等離子噴涂材料的研究
實驗結果和研究分析表明:等離子噴涂涂層組織為扁平狀粒子層狀疊加結構,部分層狀粒子之間存在縫隙、氣孔,噴涂層結構比較疏松,內部顯微硬度不均勻,在組織疏松處硬度值降低。在鎳基碳化鎢涂層中,未熔碳化鎢與周圍基體金屬結合不夠牢固,在高應力磨損條件下容易脫落。FeCrBSi、Ni60涂層中硬質相主要為鉻的硼化物和碳化物,Ni60-WC、Ni60-WC-Mo涂層中分別增加硬質相WC和Mo2C,WC的加入明顯增加涂層的硬度。涂層與基體之間以機械結合為主。 在經過火焰重熔之后,涂層中縫隙、氣孔消失,組織結構致密,硬質相分布均勻。在Ni60-WC涂層中,未熔WC顆粒與周圍金屬結合牢固,在摩擦過程中沒有出現硬質相脫落。在重熔過程中WC發生分解,生成的W2C硬度*。Mo的加入會改善鎳基碳化鎢的結合強度,降低涂層的摩擦系數。涂層與基體之間為冶金結合。經過重熔以后,涂層硬度明顯增加,且涂層內部硬度分布均勻,Ni60-WC-Mo涂層增幅zui大,顯微硬度可提高約1.8倍,是相同條件下Ni60涂層的1.4倍,是FeCrBSi涂層的約2倍。Ni60-WC-Mo涂層經過重熔之后耐磨性能比原始涂層提高近3倍,是相同條件下Ni60耐磨性能的2.5倍,是FeCrBSi涂層的近4倍。