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影响粉末冶金件纳米表面改性层耐磨性的因素分析

任露泉;刘燕;李因武;于思荣

  本论文应用激光熔覆的方法,选用纳米陶瓷材料作为涂层材料,纳米材料的分布呈现化学非光滑的特征。激光熔覆是以激光束作为热源在材料表面熔接一层材料,从而使料表层形成与基体材料成分、组织和性能完全不同的表面熔覆层。激光熔覆试验中,添料方式采用预置法,粘接剂采用松香酒精溶液。光斑采用宽带矩形光斑,运用试验优化技术设计L_9(3~4)方案并进行试验,试验结果表明,功率为2.5KW;扫描速度为90mm/min时熔覆效果最好。本次试验过程中,涂层材料采用纳米氧化铝(α-Al_3O_3)与铁粉。氧化铝在自然界中硬度仅次于金刚石。纳米氧化铝占总涂层含量的8wt%。铁粉表面凸凹不平有大量微观孔洞,属多孔介质,与纳米粉混合时,纳米粉能进入其微观孔洞内,在激光熔覆过程中,能有效地阻止纳米粉的飞散或团聚长大,同时对于铁基的粉末冶金材料,铁粉利于与基体熔合。采用MM-200型磨损试验机(环-块接触模式)进行磨损试验,在摩擦磨损试验中,影响磨损的因素为载荷、时间、速度、涂层材料等。本试验仅以检验此材料的耐磨性为目的,因此在耐磨试验中,转速均取为高速,即400r/min。试样载荷为147N、196N、245N:纳米氧化铝粉所占总粉量的质量比为:4%,8%,12%。每个试样的磨损时间均为40min。将试验结果进行回归分析,可得回归方程:=-0.003—0.268z_1-1.28×10~(-3)z_1~2+2.51×10~(-3)z_2 回归系数反映了试验因素对试验指标的影响程度,根据回归系数的大小,考察的两个试验因素对此种表面改性材料的摩擦因数和磨损量影响程度由高到低的顺序为:载荷z_2,纳米材料含量z_1。……