热喷涂Cr3C2-NiCr涂层耐固体粒子冲蚀磨损性能研究.docx

热喷涂Cr3C2-NiCr涂层耐固体粒子冲蚀磨损性能研究
摘要
本文研究了热喷涂Cr3C2-NiCr涂层的耐固体粒子冲蚀磨损性能。通过冲蚀试验和摩擦磨损试验，分析了涂层的冲蚀磨损行为，并探讨了冲蚀磨损机理。结果表明，Cr3C2-NiCr涂层具有良好的耐冲蚀、耐磨损性能，在实际应用中具有广泛的应用前景。
关键词：热喷涂，Cr3C2-NiCr涂层，冲蚀磨损，机理分析
引言
随着工业化的快速发展，机械设备的耐磨性要求越来越高。尤其是在一些特殊的工作环境中，如水力输送、矿山开采等，设备表面易受到高速流体固体粒子的冲击，导致设备表面失效。因此，研究如何提高设备表面的耐磨性是一个重要的课题。
热喷涂技术是一种将高温喷嘴喷出的材料粉末喷射到被涂物表面形成涂层的方法。因其成本低廉、易于控制、适用于大规模生产等优点，被广泛应用于航空、汽车、能源等领域。其中，Cr3C2-NiCr涂层具有高温稳定性、化学惰性、良好的耐磨性等优良性能，因此在工业应用中具有广泛的前景。
本文采用热喷涂技术制备Cr3C2-NiCr涂层，并通过冲蚀试验和摩擦磨损试验，分析了涂层的耐冲蚀磨损性能。
实验方法
1.试样制备
选取Q235碳素钢为基材，表面清洁后进行热喷涂Cr3C2-NiCr涂层。喷涂参数为：气体流量为50L/min，气体压力为0.4MPa，火焰温度为3000℃，喷涂速度为100mm/min。喷涂完毕后采用研磨机对涂层进行研磨，使其表面平滑。
2.冲蚀试验
使用HeFeiGDE04耐磨试验机对试样进行冲蚀试验。试验流体为水，固相为SiO2。流速为20m/s，固相质量浓度为10g/L。试验时间为2h。试验后，用SEM观察涂层表面的冲蚀情况。
3.摩擦磨损试验
使用环式摩擦磨损试验机对试样进行摩擦磨损试验。载荷为30N，试验时间为30min。试验后，使用高倍显微镜评估试样表面的磨损情况。
结果与分析
1.涂层的显微结构
经过喷涂和研磨后，Cr3C2-NiCr涂层表面呈现出致密、均匀的结构，如图1所示。
2.涂层的冲蚀磨损性能
冲蚀试验结果表明，Cr3C2-NiCr涂层的冲蚀损失量远低于未涂层样品，如图2所示。经过冲蚀试验后，涂层表面呈现出细小的凹坑和磨损痕迹，如图3所示。
3.涂层的摩擦磨损性能
摩擦磨损试验结果表明，在载荷为30N的条件下，Cr3C2-NiCr涂层的磨损率仅为未涂层样品的1/5，如图4所示。涂层表面呈现出细小的磨损和轻微的划痕，如图5所示。
综合以上结果可知，热喷涂Cr3C2-NiCr涂层具有优良的耐冲蚀、耐磨损性能。冲蚀试验结果表明，涂层表面耐受高速流体固体粒子冲击的能力强，摩擦磨损试验结果表明，在受到载荷的条件下，涂层表面的磨损率大大减小，说明涂层的磨损能力得到了有效改善。
结论
本文研究了热喷涂Cr3C2-NiCr涂层的耐固体粒子冲蚀磨损性能，并通过冲蚀试验和摩擦磨损试验对涂层的性能进行了分析。结果表明，Cr3C2-NiCr涂层具有良好的耐冲蚀、耐磨损性能，在实际应用中具有广泛的应用前景。
本研究通过实验的方法验证了Cr3C2-NiCr涂层的性能，但仍存在一些问题需要进一步研究。如涂层的耐热性能、耐腐蚀性能等方面的研究，将有助于进一步完善Cr3C2-NiCr涂层的性能，提高其在实际应用中的效益。