磨损是莱钢40Cr圆钢最常见的一种破坏形式,随着莱钢40Cr圆钢所承受的工作应力和工作温度的不断提高,常使管材在没有达到使用极限之前就由于磨损而导致失效。
例如:一辆现代化的汽车,就有2000多个摩擦部位,而纺织机械消耗功率的85%是用于克服摩擦。在工业领域中,有70%~80%的机器是因为摩擦磨损而报废,世界能源有1/2~1/3消耗于克服各种形式的摩擦。磨损给国民经济造成的损失非常巨大,因此减轻或克服磨损损失有着巨大的经济意义。
莱钢40Cr圆钢的热喷涂技术在高温和低温下最大的应用领域就是耐磨损。这类涂层具体分为以下几种:
(1)耐粘着磨损或划伤——莱钢40Cr圆钢的两个表面相对滑动,碎屑从一个表面粘到另一个表面时,发生粘着磨损或划伤。专用典型涂层为钴基碳化钨、镍铬/碳化铬涂层。
(2)耐磨粒磨损——当较硬表面在较软表面上滑动,而且莱钢40Cr圆钢的两表面之间存在磨损时,发生磨粒磨损。当纤维和丝线在表面高速通过时,也发生磨粒磨损。专有典型涂层为钴基镍铬合金、自熔合金混合钼、氧化铬涂层。
(3)耐微振磨损——重复加载和卸载产生周期应力导致莱钢40Cr圆钢表面开裂和大面积脱落。专用典型涂层为氧化铝/二氧化钛涂层。
(4)耐气蚀磨损——液体流动在莱钢40Cr圆钢表面产生机械冲击。专用典型涂层为铝青铜涂层。
(5)耐冲蚀磨损——气体或液体携带粒子高速冲击莱钢40Cr圆钢表面时,发生冲蚀磨损。专用典型涂层为氧化铝/二氧化钛、氧化铝涂层。
莱钢40Cr圆钢在热喷涂层中的应用
莱钢40Cr圆钢具有高强度,拥有硬度的同时还具有好的塑性、韧性,其应用前景广阔,但由于烧结和团聚等难题的困扰,目前制备纳米结构的块体材料还存在一定的技术困难。制备莱钢40Cr圆钢的涂层可使管材表面具有比常规大尺寸晶粒涂层优越得多的性质(高硬性,耐磨性等),是一个将莱钢40Cr圆钢应用于工程实际的重要途径。而在众多莱钢40Cr圆钢涂层的制备方法中,最有可能在短时间内产生市场效益的就是热喷涂技术:等离子喷涂法制备纳米涂层:等离子焰流速度高,粒子飞行速度高达150~500m/s,使粒子在高温停留时间缩短,降低烧损,长大等问题的程度;另外,等离子焰流温度高(可达17000~18000K),可使粉料在短时间内充分熔融,与工件接触处温度低,又可在短时间内结晶以减少烧损。这是等离子喷涂法用于制备纳米结构涂层的主要原因。
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