• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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火炮驻退机节制环耐磨涂层组织及抗冲蚀性能

崔凯波 王向东 熊超 蒋有才 王乐清

褚怀保, 杨小林, 侯爱军, 余永强, 梁为民. 煤体中爆炸应力波传播与衰减规律模拟实验研究[J]. 爆炸与冲击, 2012, 32(2): 185-189. doi: 10.11883/1001-1455(2012)02-0185-05
引用本文: 崔凯波, 王向东, 熊超, 蒋有才, 王乐清. 火炮驻退机节制环耐磨涂层组织及抗冲蚀性能[J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(5): 1013-1022. doi: 10.11883/bzycj-2017-0039
CHU Huai-bao, YANG Xiao-lin, HOU Ai-jun, YU Yong-qiang, LIANG Wei-min. Asimulation-basedexperimentalstudyonexplosionstresswavepropagationandattenuationincoa[J]. Explosion And Shock Waves, 2012, 32(2): 185-189. doi: 10.11883/1001-1455(2012)02-0185-05
Citation: CUI Kaibo, WANG Xiangdong, XIONG Chao, JIANG Youcai, WANG Leqing. Microstructure and erosive resistance of wear-resistant coating on the throttling ring of gun recoil brake[J]. Explosion And Shock Waves, 2018, 38(5): 1013-1022. doi: 10.11883/bzycj-2017-0039

火炮驻退机节制环耐磨涂层组织及抗冲蚀性能

doi: 10.11883/bzycj-2017-0039
基金项目: 

清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金 SKLTKF13B15

详细信息
    作者简介:

    崔凯波(1985-), 男, 博士, cuikaibo1985@sina.com

  • 中图分类号: O346

Microstructure and erosive resistance of wear-resistant coating on the throttling ring of gun recoil brake

  • 摘要: 火炮驻退机的节制环经常由于冲蚀磨损导致失效。为有效减少节制环磨损程度,提高节制环的可靠性,利用材料表面强化技术,通过微弧沉积与激光熔覆2种技术工艺,制备了铜基合金和镍基合金耐磨涂层,并测试和分析了不同种类涂层的组织形貌、涂层质量及显微硬度。在制备的4种耐磨涂层中,微弧沉积铜基合金涂层和激光熔覆镍基合金涂层的性能较好。为检验合金涂层的实际耐磨性能,在驻退机内安装节制环改进件,在反后坐装置试验台上实施后坐冲击试验。从节制环改进件的磨损形貌和冲蚀磨损量等实验数据得出,激光熔覆镍基合金涂层有较好的耐磨能力,可以作为增强火炮驻退机节制环耐磨能力的有效方法。
  • 图  1  微弧沉积涂层的工作过程

    Figure  1.  Operational principle of MAD coating

    图  2  激光熔覆涂层的工作过程

    Figure  2.  Principle of laser cladding coating

    图  3  制备的合金涂层节制环试样

    Figure  3.  Alloy coating prepared on the inner surface of throttling ring

    图  4  耐磨涂层的显微组织形貌

    Figure  4.  Microstruture morphology of wear resistant coatings

    图  5  合金涂层不同位置的显微硬度

    Figure  5.  Microhardness of coating in different regions

    图  6  耐磨涂层的SEM图像

    Figure  6.  SEM image of wear resistant coatings

    图  7  耐磨涂层的EDS分析

    Figure  7.  EDS analysis of wear resistant coatings

    图  8  反后坐装置冲击试验工作原理

    Figure  8.  Impact test principle of recoil mechanism

    图  9  冲击块撞击时的后坐动态特性曲线

    Figure  9.  Dynamic characteristic curves of recoil collision with impact object

    图  10  后坐运动参数随试验次数变化曲线

    Figure  10.  Variation curves of recoil motion parameters

    图  11  三组节制环的磨损形貌及冲蚀磨损量

    Figure  11.  Wear morphologies and erosion amount of three throttling rings

    表  1  合金涂层材料成分含量表

    Table  1.   Element content of alloy coating

    (%)
    铜基合金 Ni Fe Al Cr Mo C Cu
    质量分数 17.5 8.6 6.5 6.0 1.5 0.8 余量
    镍基合金 Cr W Fe Cu Si C Ni
    质量分数 12.0 8.5 6.0 4.2 1.6 1.0 余量
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    表  2  微弧沉积涂层工艺参数

    Table  2.   Process parameters of MAD coating

    输出电压/
    V
    放电频率/
    Hz
    电极尺寸/
    (mm×mm)
    输出功率/
    kW
    电极角度/
    (°)
    扫描速度/
    (mm·s-1)
    气体流速/
    (L·min-1)
    80 140 3.2×80 2.0 35 2.6 12
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    表  3  激光熔覆涂层工艺参数

    Table  3.   Process parameters of laser cladding coating

    粉末厚度/mm 粉末宽度/mm 透镜焦距/mm 激光功率/kW 光斑直径/mm 扫描速度/(mm·s-1) 脉宽/ms
    0.4 15 165 2.5 1.75 12 10
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    表  4  不同合金涂层分析结果对比

    Table  4.   Quality comparison of four kinds of alloy coatings

    样品 涂层显微组织形貌 涂层平均厚度/μm 涂层厚度均匀性 涂层显微硬度
    涂层W1(铜基) 无裂纹 80 厚薄不均 560
    涂层W2(镍基) 有裂纹 80 厚薄不均 630
    涂层R1(铜基) 有裂纹和孔隙 140 均匀致密 440
    涂层R2(镍基) 无裂纹 140 均匀致密 460
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    表  5  节制环改进件的性能参数

    Table  5.   Performance parameters of improved throttling ring

    节制环改进件 涂层显微组织形貌 涂层厚度/
    μm
    图层厚度均匀性 显微硬度 冲蚀磨损量/
    g
    改进件W1
    (铜基合金)
    无裂纹、无孔隙 80 厚薄不均 560 0.47
    改进件R2
    (镍基合金)
    无裂纹、无孔隙 140 均匀致密 460 0.26
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-13
  • 修回日期:  2017-03-24
  • 刊出日期:  2018-09-25

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