纳米WC增强Ni基合金喷熔层抗泥浆冲蚀磨损性能的研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的及意义

机械设备的使用过程中,零件的断裂或表面损伤严重降低了零件的使用寿命。其中,磨损是机械零件表面损伤的主要原因,腐蚀与磨损相互促进则会进一步加剧工件的损伤导致失效。腐蚀磨损是指在设备的作业过程中,因接触摩擦而与所处的气体或液体环境发生化学反应,使得表面的腐蚀材料易于脱离并生又一次发生反应生成新产物,反复进行的交替磨损与腐蚀的过程。在腐蚀磨损中,以冲蚀磨损为主,冲蚀磨损是指小而松散的粒子随流体冲击材料表面而导致表面损伤的一种磨损现象。由于冲蚀磨损造成的工件损伤会导致巨大的经济损失,通过对受冲蚀磨损的零件的研究可知,冲蚀磨损是一种影响因素复杂的磨损,主要的影响因素包括冲蚀角度、冲蚀时间、冲蚀速度、冲蚀颗粒的物理性质以及零件的环境温度此类外界因素,若冲蚀液为泥浆,则还需考虑泥浆的酸碱度、泥浆的固体与液体的比例,即泥浆浓度。冲蚀效果也与零件本身的材料特性以及材料的表面粗糙度有关。对冲蚀磨损的影响因素以及冲蚀磨损的零件失效机理进行研究,提出零件制造中抗冲蚀磨损的方案。

零件的抗冲蚀磨损的方法中,使用最广泛的就是对零件的表面加工技术,通过只改变零件表面的材料或结构达到抗泥浆冲蚀磨损的目的。零件的制造完成后,对零件的表面防护处理,改变表面的组织结构,得到合适耐用的抗冲蚀磨损的零件。表面强化技术是应用最为广泛的处理方式,其特点是:在不改变零件的内部材料及结构的前提下对材料表面进行处理,改变其化学成分或显微组织结构,达到抗冲蚀磨损的目的。表面加工技术可以获得表面与内部不同的工艺特性,且用料节省、性能更优,使得材料能进行可循环使用,延长其使用寿命。该类技术主要分为两种,一种是制备涂层涂覆表面,利用先进的技术,将抗泥浆冲蚀磨损的材料通过加工,均匀铺设在零件表面;另一种是直接对表面进行加工。本文选择纳米级碳化钨增强镍基合金来制备喷熔层,使用氧乙炔喷熔炬将混合粉末涂敷于基材表面进行喷熔层制造。由于镍基合金具有良好的抗腐蚀的性能,加入耐磨损性好的碳化钨材料后,可有效地减少冲蚀磨损造成的表面损伤,提高材料的显微硬度,增加零件的寿命。

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2. 研究的基本内容与方案

1,研究内容

本次毕业设计论文是对流体机械零件的泥浆冲蚀磨损进行研究,并选用纳米碳化钨增强镍基合金制备喷熔层,提高零件的抗泥浆冲蚀磨损性能,首先对流体机械零件的泥浆冲蚀磨损失效机理进行分析,提出流体机械零件的抗泥浆冲蚀磨损的方法及常用的材料,确定选用纳米碳化钨增强镍基合金来制备喷熔层。其次对涂层进行合理设计,确定涂层厚度及涂层制备方法,选择氧乙炔焰喷熔设备进行涂层制备。最后对纳米碳化钨增强镍基合金喷熔层的抗泥浆冲蚀磨损性能试验研究,通过对比未进行表面强化处理的材料和已制备涂层的材料在相同的环境中,材料受到冲蚀磨损时的表面损失情况,计算冲蚀损失量以及冲蚀率,得到该纳米级碳化钨增强镍基合金喷熔层的抗冲蚀磨损性能。

2.研究目标

通过对零件材料冲蚀磨损的效果分析,对比覆有纳米级碳化钨增强镍基合金喷熔层的零件抗冲蚀磨损的性能,对喷熔层的制造工艺和理化性能分析,采用先进的技术,达到最佳抗冲蚀磨损的效果。

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3. 研究计划与安排

第1周-第2周:阅读参考文献并完成文献综述。

第2周-第3周:研究冲蚀磨损的失效机理,了解国内外对冲蚀磨损研究的进展,并完成开题报告。

第4周-第6周:进行试样研磨与检测,分析冲蚀磨损的特征形貌,对试样进行结构分析,并完成外文文献的翻译。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 李增亮,杜明超,董祥伟,范春勇.固体颗粒冲蚀磨损模型的建立及有限元分析[j].计算机仿真,2018,35(6):275-280.

[2] 林松盛,周克崧,代明江. 抗冲蚀磨损涂层的研究及应用进展[j].材料研究与应用,2018,12(3):150-154.

[3] 唐康康,丁彰雄,李超.纳米wc增强ni基合金喷熔层组织结构与抗磨粒磨损特性[j].表面技术,2017,46(8):27-32.

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