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研究无机水性可磨耗封严涂料的性能及应用

时间:2011-09-19 14:53:51 来源: 作者:聪聪点击:次

由图2可知,涂层的硬度随球形Al2O3含量的增加先增大后减小,而后又增大。此种变化的原因可能是由于球形氧化铝物理形态所致。当氧化铝含量较低时,涂层硬度随氧化铝含量的增加而增大;当氧化铝含量达到一定程度后,球形的氧化铝颗粒镶嵌在大颗粒的空隙之间,而涂层中其他骨料的含量相对减少,特别是能提高涂层硬度的骨料的含量减少,因此涂层的硬度下降;随着球形氧化铝含量的增加,硬度将会出现一个最小值,此时再增加涂层中球形氧化铝含量,涂层的硬度将上升,这是因为球形氧化铝大分子的空隙填满,涂层的硬度受到球形氧化铝的影响,随其含量的增加而增大。因此,单独增加涂层中球形氧化铝含量时,能够在一定程度上提高涂层的硬度。由图2可以看出,涂层中球形氧化铝的含量应控制在9%~10%之间为宜。

图2 球形Al2O3含量与涂层硬度的关系图

2·4涂层的硬度

将经过热处理的涂层样块用400#砂纸打磨至表面基本光滑,用丙酮冲洗表面,晾干后对涂层进行HR15Y洛氏硬度的测量,使用的仪器为MODEL600MRD-S型洛氏硬度仪。结果如表2所示,表中数据可以看出,涂层的硬度超过73·4,涂层的硬度基本符合可磨耗涂层的要求。

表2 涂层硬度测试结果

2·5涂层的热处理工艺对涂层性能的影响

实验发现,除了涂层的组成对涂层的性能有影响,涂层热处理工艺对涂层的性能也有一定的影响。实验采用了3种热处理工艺方案,并通过其附着性能、外观等指标进行优选,实验条件与结果见表3。

表3 涂层热处理条件与结果

由表3中数据可以看出,第一种方案处理工艺比较简单,升温速度较慢,但涂层的附着强度较低,涂层表面粗糙,质量差,气孔量较大,有微小的裂纹。第二种方案升温速度较慢,温度梯度较多,热处理时间长。第三种升温方案,热处理近8h,涂层质量好,没有微裂纹,因此选择升温梯度较多的第三种方案。

图3 涂层的SDC/TGA曲线图

图3为涂层的DSC/TGA曲线图。由图3可以看出:涂层在400℃以后,涂层质量变化不明显,涂层在900℃以后涂层的质量出现增加的现象;在温度曲线上,涂层只有在660·04℃的时候出现了一次峰值,此点的温度正是金属铝融化的温度。因此可以推断出:涂层在400℃以前涂层只发生了脱水、聚合反应,在660·04℃时涂层中的金属铝发生融化,涂层的质量没有变化,也没有发生化学反应,当温度增大到900℃以后涂层发生了反应,涂层整体的质量增加。由此设计出来的升温梯度如图4所示。