碳钢表面火焰喷涂UHMWPE工艺及涂层的性能研究

【摘要】在矿业、水电力和海洋运输等行业中，当通过过流部件的工作流体中含有坚硬的固体颗粒时，固体颗粒对过流部件表面的冲击可使其产生严重的磨损破坏。火焰喷塑技术作为一种高效、低耗的涂层保技术已被广泛应用在国民经济的各个领域，近年来，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为一种具有优异耐磨蚀性能的材料引起了人们的广泛关注，目前有关UHMWPE的结构与性能的研究不少，但是有关火焰喷涂UHMWPE涂层工艺与UHMWPE涂层相关性能的研究不多。针对以上实际情况，本课题选用UHMWPE为原料，采用自制的火焰喷塑装置，在45＃钢基体上制备了UHMWPE涂层，主要探究火焰喷涂法制备UHMWPE涂层的制备工艺及涂层的宏观及微观性能，研究发现：（1）在实验室环境下，能够用自组装的火焰喷塑装置制备UHMWPE涂层。（2）工艺参数对涂层的孔隙率及涂层与基材的结合强度等性能有重大的影响，例如，在火焰喷塑的初期，焰流温度随着火焰功率的增大逐渐增加，涂层在焰流中的熔融程度增加，涂层与基材之间的结合强度高，孔隙率低，但是火焰功率增加到一定值后涂层的质量会随之下降，这主要是因为功率过大会导致粉末的氧化降解；实验发现对喷涂后的涂层进行重熔处理可以提高涂层的质量；（3）借助扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射(XRD)仪、红外吸收光谱(IR)仪等从微观方面对涂层结构进行分析发现，液化气流量为0.20~0.28m3/h，预热温度100~140℃，喷涂距离200‐300mm时，所制备的涂层综合性能最佳，涂层未发生氧化或降解；涂层与基材之间结合机理主要是机械结合作用。
【作者】王晓艳；
【导师】曹红红；李振中；
【作者基本信息】中北大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】火焰喷涂；超高分子量聚乙烯；工艺参数；氧化降解；

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