熱噴涂耐磨涂層材料應(yīng)用原理

耐磨損是涂層的一項重要的工程性質(zhì)。

 磨損是十分復雜的，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制。

 1、磨損的特性

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

 （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重的沖擊作用，例如聘式破碎機腭板的磨損。

（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）伴隨有化學和電化學反應(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)實踐中退到的磨損，往往是幾種磨損類型同時存在且相互影響，但是總有一種磨損類型及磨損機制起主導作用。因此在分析工件的磨損及耐磨涂層材料選擇時，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準材料在同一工況條件下進行耐磨性對比，得出相對耐磨性，即

 ε_相=ε_涂/ε_標=W_標/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、排氣扇和燃氣輪機葉片上。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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