接触疲劳是指工件在交变接触压应力长期作用下，接触表面局部区域产生小片或小块状剥落而使工件失效的现象。轴承、齿轮、轮轨等都是在长期交变的滑动或滚动接触应力作用下发生接触疲劳而失效的，由于疲劳失效没有明显的征兆，因此极大地威胁了生产安全。研究表明，热喷涂技术可以改善工件表面的综合性能，可以有效提高工件的接触疲劳寿命。在喷涂功率较低，送粉量适中的情况下得到Ａ＃涂层，涂层层状结构明显，孔隙率较高，层状结构之间存有一定量的微观裂纹。这主要是由于喷涂功率较低时涂层内存在大量的未熔和半熔颗粒，这些颗粒在撞击基体发生扁平化时被反弹或被夹杂在涂层中所致。在喷涂功率和送粉量都适中的情况下得到Ｂ＃涂层，涂层无明显层状结构，孔隙率和微观裂纹含量较低，结构较为致密。图中可以发现一些较大的孔隙这是由于空气的卷入形成的，较小的孔隙是由于熔滴的飞溅形成的。在送粉量较高，喷涂功率适中的情况下得到Ｃ＃涂层，涂层层状结构不明显，无明显的微观裂纹，但孔隙率较高，并且孔隙尺寸较大，这是由于单位时间粉末喷射较多，一些粉末会发生团聚，致使粉末颗粒变大，在撞击基体发生扁平化时，颗粒未熔化部分动量较大，直接被反弹，或被包裹到涂层中，导致空气卷入严重，形成较大的孔隙。涂层内的微孔隙和微裂纹是构成涂层微缺陷的主体，喷涂功率和送粉量均对涂层的微缺陷有一定的影响。当喷涂功率较低时，涂层内的微孔隙和微裂纹含量较高，当送粉量较大时，涂层内的微孔隙含量较高，并且孔隙较大。热喷涂涂层中的微缺陷主要由微孔隙和微裂纹等构成。喷涂功率和送粉量对涂层的微缺陷有一定的影响，当喷涂功率较低时，涂层内的微孔隙和微裂纹含量较高，层状结构明显；当送粉量较大时，涂层内的微孔隙含量较高，并且孔隙的尺寸较大，但微裂纹含量较少，层状结构不明显。采用球盘式接触疲劳实验机对三种含有不同微缺陷的涂层进行接触疲劳实验，建立了疲劳寿命的Weibull概率曲线图。结果表明，涂层内的原始微缺陷对涂层的疲劳寿命有着较大的影响，A＃，B＃，C＃三种涂层的孔隙率为2.5%,1.3%和2.1%，对应的接触疲劳寿命分别为7.77×105，8.99×105，7.8×105周次。可见涂层的接触疲劳寿命与涂层内微缺陷的含量成反比关系。Ａ＃，Ｂ＃，Ｃ＃ 三种涂层疲劳寿命的Weibull概率曲线图的β值分别为5.948，5.915和5.118。Ｃ＃涂层的β值略小，表明送粉量是影响β值的主要因素，即送粉量对涂层寿命的分散性影响最大。涂层内微缺陷的数量和形式对涂层的疲劳失效模式有一定的影响。涂层微缺陷含量较少时主要以剥落失效为主；涂层微缺陷含量较多、结合强度较差时主要以分层失效为主；涂层孔隙较大时提高了涂层表面磨损失效的概率。
本文由桑尧热喷涂网收集整理。本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
