超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨削试验研究

• 作 者: 易军
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 超音速火焰喷涂涂层 磨削 磨削力 表面粗糙度 磨削温度 表面 亚表面损伤

采用超音速火焰喷涂获得的WC-Co高硬度涂层具有综合性能优异、空隙率低、结合强度大、硬度高、耐磨性能强等特点，近年来超音速火焰喷涂方法得到了飞速发展，也取得了丰硕的研究成果。优异的综合性能使得其只能采用金刚石进行磨削加工，但是国内外针对超音速火焰喷涂涂层磨削的研究还很少。本文对45#钢基体超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层进行了磨削试验研究，主要研究内容如下：1．通过选择不同的磨削参数，采用压电晶体测力仪测量磨削力，分析了不同磨削参数对涂层磨削力的影响2．对顶置式热电偶测温进行优化，采用K型热电偶测量温度，根据ANSYS分析软件反推出磨削区的温度和涂层—基体结合面的温度。分析不同磨削参数对涂层表面和基体—涂层结合面温度的影响。3．通过测量不同磨削参数条件下的表面粗糙度、表面微观形貌以及亚表面的损伤，分析不同磨削参数对磨削质量的影响，研究超音速火焰喷涂碳化钨涂层去除机理。研究结果表明：涂层磨削力随砂轮线速度的提高而降低，随工作台速度、磨削深度的增加而增加；涂层表面粗糙度除了随砂轮线速度的提高而降低，随工作台速度、磨削深度的增加而增加外还跟涂层本身的结构有关；借助于有限元仿真可以推导出涂层表面和涂层—基体结合面的温度，表面和涂层—基体结合面的温度均随磨削深度的增加而增大，随工作台速度的增加先增大而后减小；用扫描电镜和VHX—1000超景深三维显微镜观察了涂层磨削表面和亚表面，通过分析发现涂层磨削表面由磨粒划擦引起的沟槽磨痕和由于脆性断裂破坏所形成的凹坑组成，涂层亚表面的损伤形式主要有亚表面裂纹、表面微破碎、材料粉末化，气孔坍塌四种。本文通过大量试验，分析了各种加工参数对磨削力、表面粗糙度、磨削温度、表面亚表面损伤等加工质量评价因素的影响，对实际生产加工具有一定的借鉴意义。