Door-to-door delivery Microstructure and tribological properties of high-temperature ultrasonic deep-roll sprayed cermet coatings

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本书针对喷涂涂层关键使用性能——耐磨性，以及后处理工艺中存在的主要问题，将超声滚压技术和热处理技术耦合，对涂层微观结构实施协同调控，建立起高温超声深滚工艺—组织结构—摩擦学性能的系统体系，为制备无微观缺陷的高性能涂层提供理论支撑和技术指导。

内容简介

本书针对喷涂涂层关键使用性能——耐磨性，以及后处理工艺中存在的主要问题，将超声滚压技术和热处理技术耦合，对涂层微观结构实施协同调控，建立起高温超声深滚工艺—组织结构—摩擦学性能的系统体系，为制备无微观缺陷的高性能涂层提供理论支撑和技术指导。本书共8章，主要内容包括绪论，高温超声深滚对喷涂金属陶瓷涂层组织形貌的影响，基于响应曲面法的高温超声深滚Ni/WC涂层孔隙率工艺择优，基于正交试验的温度辅助超声滚压工艺参数优化，高温超声深滚温度、静压力、下压量、主轴转速对喷涂金属陶瓷涂层摩擦学性能的影响。喷涂涂层的调控与机械、材料工程等学科密切相关。本书可供从事喷涂涂层调控和性能改善工作的研究人员、大专院校摩擦学及表面工程专业的师生参考。

前言序言

热喷涂技术是表面工程中重要的表面技术，是已被列入国家远景规划中需要大力发展的先进制造技术。近年来，以WC、Cr3C2、TiC和TiB2等陶瓷作为硬质相，Ni、Co 和 Fe 作为黏结相的热喷涂金属陶瓷涂层在国内外得到了广泛研究和关注，并在航空□□和大型舰艇等高科技领域得到了广泛应用，是一种十分富有应用前景的涂层。随着航空□□、核工业和大型舰艇等高科技领域对涂层性能的不断追求，改□涂层组织或改善对组织进行适当调节的后处理工艺是亟待解决的关键问题。本书针对喷涂涂层关键使用性能——耐磨性，以及后处理工艺中存在的主要问题，将超声滚压技术和热处理技术耦合，对涂层微观结构实施协同调控，进一步探索高性能涂层的制备方法。以温塑性成形和超声深滚理论为基础，建立高温辅助超声滚压各工艺参数与涂层孔隙率的二阶回归方程，对不同高温超声深滚工艺参数的涂层组织和性能的协同调控机制进行试验研究，获得高温超声深滚涂层微观组织结构的演化过程、涂层表层性能强化机制以及涂层摩擦学性能的演□规律，揭示后处理工艺中相关要素与高温超声深滚摩擦学性能的内在关联性，建立起高温超声深滚工艺—组织结构—摩擦学性能的系统体系，为制备高性能喷涂涂层提供理论支撑和技术指导。本书密切结合等离子喷涂金属陶瓷涂层的关键使用性能，以及高温超声深滚涂层过程中存在的主要问题开展基础性应用研究，将推进喷涂金属陶瓷涂层技术的工业化应用进程，满足航空□□、核工业、大型舰艇和大型矿山冶炼装备等高科技领域对高性能涂层的需要，对国民经济和国防建设具有重要影响。与此同时，本书所涉及的研究内容是再制造工程的重要组成部分，也是江西省重点支持和优先发展绿色制造、节能减排和循环经济的主要内容之一，对挖掘再制造产业潜力、实现可持续发展具有重要的意义。本书依托“基于高温超声深度喷涂金属陶瓷涂层的界面行为与微晶化形成机制研究”项目成果（项目编号：51965023）,特别感谢国家自然科学□□委员会对本书编写和出版的支持。由于学识所限，加之本书内容涉及机械、材料工程等学科，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正。
赵运才
2023年8月

目录

第1章绪论(1)
1.1引言(1)
1.2热喷涂技术(2)
1.2.1等离子喷涂技术(3)
1.2.2等离子喷涂的优缺点(3)
1.3热喷涂金属陶瓷涂层后处理技术(4)
1.3.1热处理(4)
1.3.2激光重熔(5)
1.4超声滚压强化技术(7)
1.4.1超声滚压强化机制(8)
1.4.2超声滚压的特点(9)
1.5复合超声滚压(10)
第2章高温超声深滚对喷涂金属陶瓷涂层组织形貌的影响(11)
2.1引言(11)
2.2Ni/WC涂层的组织形貌(12)
2.3高温超声深滚Ni/WC涂层的表面形貌(13)
2.4高温超声深滚Ni/WC涂层的截面形貌(14)
2.5高温超声深滚Ni/WC涂层的物相(16)
2.6界面元素分析(18)
2.7本章小结(20)
第3章基于响应曲面法的高温超声深滚Ni/WC涂层孔隙率工艺择优(22)
3.1引言(22)
3.2响应曲面法介绍(22)
3.3试验设计与数据处理(24)
3.3.1孔隙率响应方程的建立(25)
3.3.2孔隙率模型检验及显著性分析(26)
3.3.3影响孔隙率主要因素的交互影响分析(27)
3.3.4参数优化与验证(31)
3.4本章小结(31)
第4章基于正交试验的温度辅助超声滚压工艺参数优化(33)
4.1正交试验方案(33)
4.2涂层表面粗糙度的正交试验分析(34)
4.2.1极差分析过程(34)
4.2.2方差分析过程(36)
4.3涂层表面硬度的正交实验分析(40)
4.3.1极差分析(40)
4.3.2方差分析(41)
4.4涂层表面残余应力分析(43)
4.4.1极差分析(43)
4.4.2方差分析(44)
4.5本章小结(46)
第5章高温超声深滚温度对喷涂金属陶瓷涂层摩擦学性能的影响(47)
5.1温度对Ni/WC涂层表面粗糙度的影响(47)
5.2温度对Ni/WC涂层显微硬度的影响(48)
5.3温度对Ni/WC涂层表层残余应力的影响(50)
5.4孔隙率及孔隙率演□分析(51)
5.5温度对Ni/WC涂层摩擦学特性的影响(54)
5.5.1摩擦因数(54)
5.5.2磨损量(56)
5.5.3磨损机理(57)
5.5.4耐磨性增强机理(58)
5.6本章小结(60)
第6章高温超声深滚静压力对喷涂金属陶瓷涂层摩擦学性能的影响(62)
6.1静压力对Ni/WC涂层显微硬度的影响(62)
6.2高温超声深滚静压力诱导晶粒细化机理分析(63)
6.3静压力对Ni/WC涂层表层残余应力的影响(66)
6.4静压力对Ni/WC涂层摩擦学特性的影响(71)
6.4.1摩擦因数(71)
6.4.2磨损量(72)
6.4.3磨损机理(73)
6.5本章小结(76)
第7章高温超声深滚下压量对喷涂金属陶瓷涂层摩擦学性能的影响(77)
7.1下压量对Ni/WC涂层表面粗糙度的影响(77)
7.2下压量对Ni/WC涂层显微硬度的影响(79)
7.3下压量对Ni/WC涂层表层残余应力的影响(80)
7.4高温超声深滚Ni/WC涂层组织强化机理(83)
7.4.1细晶强化机理(83)
7.4.2加工硬化机理(85)
7.4.3应力强化机理(86)
7.5下压量对Ni/WC涂层摩擦学特性的影响(87)
7.5.1摩擦因数(87)
7.5.2磨损量(89)
7.5.3磨损机理(89)
7.6本章小结(92)
第8章高温超声深滚主轴转速对喷涂金属陶瓷涂层摩擦学性能的影响
(94)
8.1主轴转速对Ni/WC涂层表面粗糙度的影响(94)
8.2主轴转速对Ni/WC涂层显微硬度的影响(95)
8.3主轴转速对Ni/WC涂层表层残余应力的影响(98)
8.4主轴转速对Ni/WC涂层摩擦学性能的影响(99)
8.4.1摩擦因数与磨损量(99)
8.4.2磨损机理(102)
8.5本章小结(106)
结束语(108)
参考文献(109)

精彩书摘

略

作者简介

赵运才，江西理工大学，机电工程学院，教授。江西省机械工程学会理事，江西省机械工程学会摩擦学分会秘书长，江西省机械工程学会摩擦学分会副理事长。