熱噴涂耐磨涂層材料應(yīng)用原理

耐磨損是涂層的一項(xiàng)重要的工程性質(zhì)。

 磨損是十分復(fù)雜的，磨損工況中各因素均影響涂層的耐磨性，例如磨料的硬度、粒度、溫度、速度及運(yùn)動方向；工況的干、濕狀態(tài)，濕態(tài)工況中的酸、堿性及濃度，工況中零件所承受的載荷等等。因此，要獲得良好的耐磨性，必須了解磨損工況，掌握磨損特性及其主要機(jī)制。

 1、磨損的特性

 磨損是物體相對運(yùn)動時(shí)表面的物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形的過程，人們習(xí)慣于將磨損分為以下幾個(gè)主要類型。

 （1）磨料磨損（Abrasive Wear）因物料或硬突起物與材料表面相互作用使材料產(chǎn)生遷移的磨損。

（2）鑿削磨料磨損通常有較嚴(yán)重的沖擊作用，例如聘式破碎機(jī)腭板的磨損。

（3）研磨磨料磨損又稱高應(yīng)力碾碎磨料磨損，例如球磨機(jī)磨球和襯板的磨損、中速磨輥和磨盤的磨損。

（4）刮傷磨料磨損又稱低應(yīng)力磨料磨損，或稱沖蝕或沖刷（Adhesive Wear），例如渣漿泵葉輪和泵殼的磨損、管道的磨損。

（5）腐蝕磨損（Corrosion Wear）伴隨有化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)的磨損。

（6）粘著磨損（Adhesive Wear）因粘著作用使材料由一種物質(zhì)的表面轉(zhuǎn)移到另一物質(zhì)表面的磨損。

（7）疲勞磨損（Fatigue Wear）因循環(huán)交變應(yīng)力引起疲勞使材料脫落的磨損。

（8）微動磨損（Fretting Wear）工件接觸面之間頻繁的小幅振動和擺動引起的磨損。

（9）高溫磨損因工件工作在高溫狀態(tài)下而引起的各種磨損。

 在生產(chǎn)實(shí)踐中退到的磨損，往往是幾種磨損類型同時(shí)存在且相互影響，但是總有一種磨損類型及磨損機(jī)制起主導(dǎo)作用。因此在分析工件的磨損及耐磨涂層材料選擇時(shí)，首先要搞清楚具體的工況條件及起主要作用的磨損類型和磨損機(jī)制。

 2、材料的耐磨性及其評定方法

 涂層材料的耐磨性是指在一定的摩擦磨損條件下抵抗磨損的能力，通常以磨損率的倒數(shù)來表示，即ε=1/W。

 使用中，常將涂層材料與原來采用的材料或標(biāo)準(zhǔn)材料在同一工況條件下進(jìn)行耐磨性對比，得出相對耐磨性，即

 ε_相=ε_涂/ε_標(biāo)=W_標(biāo)/W_涂

 3、耐磨涂層材料的性能要求

 耐磨涂層用于一些具有相對運(yùn)動的磨損零件上，抵抗磨料磨損、粘著磨損、沖蝕磨損等，主要材料有碳化鎢、碳化鉻、氧化鋁/氧化鈦等。例如，鉆包碳化鎢用在溫度不超過 540 ℃的非腐蝕環(huán)境中，抵抗磨料磨損和小角度沖蝕磨損，如擠壓模、排氣扇和燃?xì)廨啓C(jī)葉片上。氧化鋁/氧化鈦陶瓷涂層可用于溫度不超過 550 ℃的酸、堿環(huán)境中，抵抗粘著磨損，如紡織纖維導(dǎo)輪上。耐磨涂層一般采用等離子噴涂、超聲速火焰噴涂和氧-乙炔噴焊工藝制備。

 4、常用耐磨涂層材料

 采用耐磨涂層的目的就是使涂層硬度高于工件硬度，即涂層的顯微硬度與磨料的顯微硬度的比值大于0.8。

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