電機(jī)軸承用Al2O3基復(fù)合陶瓷絕緣涂層的制備及性能研究.pdf

1、絕緣軸承主要用于鐵路、風(fēng)電、礦山等領(lǐng)域的電機(jī)設(shè)備，尤其是在高頻、高壓電動(dòng)機(jī)中，是解決這些設(shè)備因電蝕問(wèn)題而產(chǎn)生故障的關(guān)鍵零部件。Al2O3基復(fù)合陶瓷絕緣涂層具有耐高溫、抗腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能優(yōu)良等特點(diǎn)，是制備絕緣軸承的主要涂層，其性能的優(yōu)劣對(duì)軸承乃至電機(jī)的工作穩(wěn)定性、可靠性及壽命具有十分重要的影響。本文以Al2O3基陶瓷絕緣涂層為研究對(duì)象，開(kāi)展噴涂原料尋優(yōu)試驗(yàn)和工藝參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，探究噴涂原料及工藝參數(shù)對(duì)陶瓷絕緣涂層性能的影響規(guī)律。主

2、要研究工作如下：
　　采用等離子噴涂方法，以商購(gòu)的兩種高純度Al2O3粉末（進(jìn)口A(yíng)l2O3粉、國(guó)產(chǎn)Al2O3粉）和兩種不同比例的Al2O3-TiO2（簡(jiǎn)稱(chēng)AT）系粉末（AT3粉、AT13粉）為噴涂原料，采用設(shè)備推薦的等離子噴涂工藝參數(shù)，在GCr15鋼基體試樣表面制備陶瓷絕緣涂層，并開(kāi)展涂層的絕緣性能、粘接性能和力學(xué)性能研究。通過(guò)噴涂原料初選試驗(yàn)和深入優(yōu)化試驗(yàn)，以確定出Al2O3基陶瓷絕緣涂層的性能較優(yōu)的噴涂原料方案。初選試驗(yàn)通過(guò)綜

3、合分析涂層的性能測(cè)試結(jié)果及經(jīng)濟(jì)成本因素，初選噴涂原料為國(guó)產(chǎn)Al2O3粉和AT3粉。深入優(yōu)化試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置不同噴涂電弧電流參數(shù)，分別測(cè)試不同特征噴涂參數(shù)（CPSP）條件下涂層的絕緣電阻、孔隙率、結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度等性能指標(biāo)，并借助掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線(xiàn)衍射儀（XRD）分別對(duì)涂層的微觀(guān)形貌和相成分進(jìn)行分析，最終確定出Al2O3基陶瓷絕緣涂層較優(yōu)的噴涂原料。研究結(jié)果表明，不同CPSP條件下相比AT3涂層，Al2O3涂層的絕緣性能與粘結(jié)

4、性能均較優(yōu)，且價(jià)格低廉，更適于制備陶瓷絕緣涂層。
　　采用優(yōu)選噴涂原料，開(kāi)展制備Al2O3基陶瓷絕緣涂層的工藝參數(shù)優(yōu)化，以電弧電流、主氣流量和送粉速率為研究因素，以涂層的體積電阻率、介電強(qiáng)度、孔隙率、結(jié)合強(qiáng)度和顯微硬度這五項(xiàng)性能指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行三因素四水平的正交試驗(yàn)。利用基于正交試驗(yàn)的靈敏度分析法和基于熵權(quán)法的客觀(guān)綜合評(píng)價(jià)法，對(duì)涂層的各項(xiàng)性能指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行極差分析和靈敏度分析，研究不同工藝參數(shù)對(duì)涂層性能指標(biāo)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表