新型耐磨复合材料涂层在造纸机关键零部件上的制备技术研究

该项目采用高能束等离子喷涂技术，在涂布刮刀（厚0.381mm）上成功制备出呈低压应力状态的纳米及微米结构陶瓷涂层，并获得了微晶、非晶及纳米晶结构共存的显微组织。

针对长薄壁零部件易变形难控制的难点，结合大型薄壁零件的结构特点及喷涂要求，对工艺进行了优化设计：

• 采用二因子试验及方差分析方法，研究了喷砂距离、空气压力及两者的交互作用对涂布刮刀喷砂质量的影响，优化了薄壁零件喷砂工艺规范；
• 采用正交试验方法，研究了喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离和送粉速率这四个关键参数对陶瓷涂层的孔隙率及刮刀平面度的影响规律，优化了大型薄壁零件上耐磨陶瓷涂层的等离子喷涂工艺；
• 研制出了刮刀喷涂专用防变形工装夹具，明显降低了高能束等离子喷涂过程中复杂应力对工件变形的影响，产品达到了平面度精度要求，解决了在涂布刮刀上制备耐磨陶瓷涂层的技术难题。

开发出了刮刀涂层磨削专用夹具及磨削方法，形成了完整的工艺技术方案。该工装夹具根据陶瓷涂布刮刀超长超薄难于精密加工的特点，利用小型精密磨床即可实现各个面的磨削，获得所需的几何形状和尺寸精度，并可以实现任意长度刮刀涂层的连续磨削。同时，深入研究了涂层在磨削过程中的材料去除机理及磨削工艺参数的变化对涂层表面光洁度的影响。

上述刮刀涂层在自行设计的专用磨削装备上精密磨削后，刮刀的直线度、平行度和表面粗糙度等关键性能指标均达到了行业标准所规定的精度要求，满足了在工业生产中应用的基本要求。

该项目研制的涂布刮刀耐磨复合陶瓷涂层的高能束等离子喷涂技术及刮刀涂层的精密磨削工艺拥有自主知识产权，具有明显的创新，专家鉴定结论为达到了国际先进水平。

该项目采用高能束等离子喷涂技术在涂布刮刀（厚0.381mm）上成功制备出呈低压应力状态的纳米及微米结构陶瓷涂层，获得了微晶、非晶及纳米晶结构共存的显微组织。针对长薄壁零部件易变形难控制的难点，结合大型薄壁零件的结构特点及喷涂要求对工艺进行优化设计：采用二因子试验及方差分析方法研究了喷砂距离、空气压力及两者的交互作用对涂布刮刀喷砂质量的影响，优化了薄壁零件喷砂工艺规范；采用正交试验方法研究了喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离和送粉速率这四个关键参数对陶瓷涂层的孔隙率及刮刀平面度的影响规律，优化了大型薄壁零件上耐磨陶瓷涂层的等离子喷涂工艺；研制出了刮刀喷涂专用防变形工装夹具，明显降低了高能束等离子喷涂过程中复杂应力对工件变形的影响，产品达到了平面度精度要求，解决了在涂布刮刀上制备耐磨陶瓷涂层的技术难题。开发出了刮刀涂层磨削专用夹具及磨削方法，形成了完整的工艺技术方案。该工装夹具根据陶瓷涂布刮刀超长超薄难于精密加工的特点，利用小型精密磨床即可实现各个面的磨削，获得所需的几何形状和尺寸精度，并可以实现任意长度刮刀涂层的连续磨削。并深入研究了涂层在磨削过程中的材料去除机理及磨削工艺参数的变化对涂层表面光洁度的影响。上述刮刀涂层在自行设计的专用磨削装备上精密磨削后，刮刀的直线度、平行度和表面粗糙度等关键性能指标均达到了行业标准所规定的精度要求，满足了在工业生产中应用的基本要求。该项目研制的涂布刮刀耐磨复合陶瓷涂层的高能束等离子喷涂技术及刮刀涂层的精密磨削工艺拥有自主知识产权，具有明显的创新，专家鉴定结论为达到了国际先进水平。