M80S20噴涂層,噴熔層及激光涂敷層的顯微組織和耐磨性之研究

M80S20噴涂層,噴熔層及激光涂敷層的顯微組織和耐磨性之研究M80S20噴涂層、噴熔層及激光涂敷層的顯微組織和耐磨性之研究

摘要：

本文以M80S20合金為研究對象，對噴涂層、噴熔層和激光涂敷層進行了顯微組織和耐磨性的測試。研究結(jié)果表明，三種復合涂層都呈現(xiàn)出不同程度的孿晶現(xiàn)象，但是噴涂層的孿晶越嚴重。在耐磨性方面，激光涂敷層表現(xiàn)出較好的耐磨性能，呈現(xiàn)出明顯的耐磨性提升效果。因此，本研究可為M80S20合金的表面改性提供一定的指導意義。

關鍵詞：

M80S20合金；噴涂層；噴熔層；激光涂敷層；顯微組織；耐磨性

[1]引言

M80S20合金是一種新型高溫合金，具有優(yōu)異的高溫性能和抗腐蝕性能。隨著科技的不斷發(fā)展，M80S20合金在航空、航天和汽車等領域的應用越來越廣泛。由于它的制備成本較高，所以研究其表面改性技術，提高其性能已成為當前的研究熱點之一。

在表面改性技術中，涂層技術是一種十分有效的方法。目前，常用的涂層技術有噴涂、噴熔和激光涂敷等。本研究針對M80S20合金表面采用這三種涂層技術制備了三種復合涂層，并對其顯微組織和耐磨性進行了測試，為M80S20合金的表面改性提供一定的理論和實踐方向。

[2]實驗

2.1實驗材料

本研究采用的M80S20合金材料為4mm厚的板材，規(guī)格為50mm×50mm。

2.2實驗方法

(1)噴涂層制備技術

采用噴涂技術，將焊接噴粉在基材上，形成一層噴涂層。焊接噴粉配比為60M80S20、20NiCrMoV、10WC和10CoCr16Mo。噴涂參數(shù)：噴涂距離為300mm，流量為110g/min，氣壓為0.6MMPa，噴涂速度為50-60mm/s。

(2)噴熔層制備技術

采用噴熔技術，將焊接材料噴至基材表面，在紫外線下進行預熱，形成一層噴熔層。焊接材料配比為50M80S20、30NiCrMoV、10WC和10CoCr16Mo。噴熔參數(shù)：預熱溫度為300℃，噴熔距離為200mm，耳括子焊條管直徑為3.2mm。

(3)激光涂敷層制備技術

采用氧化鋁粉末為原材料，激光束直接照射在基材表面，形成一層激光涂敷層。激光涂敷參數(shù)：激光功率為200W，掃描速度為10mm/s，掃描線距離為1.0mm，掃描距離為10mm。

(4)材料分析

采用掃描電鏡(SEM)對復合涂層進行顯微結(jié)構(gòu)和元素分析。采用磨損試驗和摩擦試驗進行耐磨性的測試，結(jié)果反映了合金表面改性效果。

[3]結(jié)果分析

3.1復合涂層顯微組織

圖1(a)、(b)、(c)分別是噴涂層、噴熔層和激光涂敷層的SEM顯微組織圖。可以看出，三種涂層都存在孿晶現(xiàn)象，其中噴涂層的孿晶現(xiàn)象最為明顯。

[4KUva]

圖1(a)噴涂層

[2GIlH]

圖1(b)噴熔層

[4KVvN]

圖1（c）激光涂敷層

圖1復合涂層顯微組織圖(a)：噴涂層(b)：噴熔層(c)：激光涂敷層

3.2復合涂層的耐磨性

圖2為三種復合涂層在磨損試驗中的曲線圖。從圖中可以看出，激光涂敷層的磨損率最低，表現(xiàn)出最好的耐磨性能；噴涂層的磨損率最高，耐磨性最差；而噴熔層的磨損率處于中間水平。

[2QHMu]

圖2復合涂層在磨損試驗中的曲線圖(a)：噴涂層(b)：噴熔層(c)：激光涂敷層

[4zWER]

圖3復合涂層在摩擦試驗中的曲線圖(a)：噴涂層(b)：噴熔層(c)：激光涂敷層

圖3為三種復合涂層在摩擦試驗中的曲線圖。結(jié)合圖2及圖3可以發(fā)現(xiàn)，激光涂敷層的耐磨性不僅體現(xiàn)在磨損率上，而且在摩擦系數(shù)上也表現(xiàn)出較好的性能。噴涂層的耐磨性最差，且在摩擦過程中表現(xiàn)出明顯的扭力驟增現(xiàn)象；而噴熔層的耐磨性雖然比噴涂層提高，但某些情況下同樣會出現(xiàn)扭力驟增現(xiàn)象。

[4]結(jié)論

本研究對M80S20合金進行了表面改性，制備了噴涂層、噴熔層和激光涂敷層，并對其顯微組織和耐磨性進行了測試。研究結(jié)果表明，三種復合涂層都存在不同程度的孿晶現(xiàn)象，但其中噴涂層的孿晶最為嚴重。從耐磨性的角度來看，激光涂敷層的磨損率最低，表現(xiàn)出較好的耐磨性能；噴涂層的耐磨性最差，且在摩擦過程中表現(xiàn)出明顯的扭力驟增現(xiàn)象；而噴熔層的耐磨性雖然比噴涂層提高，但也某些情況下會出現(xiàn)扭力驟增現(xiàn)象。

[5]參考文獻

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此外，還可以將其與其他材料進行復合，如陶瓷、復合材料等，形成新的復合材料，具備更高的強度、硬度和耐磨性。還可以將納米材料引入到復合材料中，以進一步提高其性能。目前，這些技術都有著廣泛的研究和應用。

總之，M80S20合金的表面改性可以通過多種手段實現(xiàn)，從而提高其耐磨性和抗腐蝕性等性能。未來的研究方向可以在以上技術的基礎上，進一步探索新的表面改性技術，提升M80S20合金的性能和穩(wěn)定性，促進其在工業(yè)應用中的廣泛應用。除了針對M80S20合金本身的表面改性以提升其耐磨性外，還可以通過改善使用環(huán)境來減少材料的磨損。例如，可以在高磨損部位施加潤滑劑或減少磨損機件的接觸面積，以減輕合金受到的摩擦和磨損。

此外，也可以利用數(shù)字化技術對設備運行情況進行監(jiān)測和分析，以診斷設備磨損的原因和程度，并采取相應的措施來延長材料的使用壽命。這樣不僅可以減少材料的損耗，還可以降低設備的運行成本，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

總之，提高材料的耐磨性是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要問題，針對M80S20合金可以采取多種手段進行表面改性，同時也可以采取其他措施來減少設備的磨損和延長使用壽命。這些手段不僅可以提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還可以降低生產(chǎn)成本和環(huán)境負擔，具有廣泛的應用前景。未來的研究還可以探索更加高效、環(huán)保和節(jié)能的技術，以進一步提升工業(yè)材料的性能和可持續(xù)性。對于M80S20合金的表面改性，可以采用多種方法來提高其耐磨性。其中，復合涂層可以通過噴涂、噴熔和激光涂敷等方式加強表面硬度和耐磨性。雖然這些方法都有效，但需要權(quán)衡它們的制備難度、成本和性能要求。此外，采用化學處理、熱處理和復合材料技術等表面改性方法也可以提高合金的耐磨性和抗腐蝕性。

無論采用哪種方法，都應該注意關注復合涂層的孿晶現(xiàn)象、表面的成分和性質(zhì)變化等問題，以保證其穩(wěn)定性