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文檔簡介

1、38crsi鋼板電弧熔覆材料研究 【摘 要】正確選擇和配制熔覆材料是電弧熔覆技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文根據(jù)熔覆材料的研制試驗,優(yōu)選并配制了ni35b-sic系合金粉末,并對電弧熔覆層進行了物相分析和性能檢測試驗。試驗證明,能夠保證修復(fù)層有效的抵抗常規(guī)磨損、高溫氧化磨損和腐蝕磨損。 【關(guān)鍵詞】電弧熔覆;合金粉末;熔覆材料 電弧熔覆是材料表面熔融強化技術(shù)的一種新方法。它是利用高能密度的壓縮電弧束將具有不同成分、性能的合金與基體表面快速熔化,在基體表面形成與基體成分、性能完全不同修復(fù)層的材料表面熔融強化技術(shù)。因此,正確選擇和配制熔覆材料是電弧熔覆技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前,熔覆材料匹配對熔覆層性能的影響方面的研

2、究尚少。作為熔覆材料,ni35b-sic系合金仍具有很大的研究開發(fā)價值,在很大的范圍內(nèi)可以滿足零件維修的需要。本文根據(jù)微量多元的合金化原則,采用ni35b-sic系合金及一些微量元素的配比,使熔覆層組織細化,具有高硬度、高耐磨性。 1.實驗方法 1.1 材料選擇 以38crsi鋼板為基材,制成30305mm3試塊,表面磨光。 熔覆材料:ni35b + sic。38crsi 和 ni35b 的化學(xué)成分見表1。 表1 38crsi 和 ni35b 的成分 % 材料 cr si c b mn p n fe ni ni35b 10 3.0 0.4 2.5 38crsi 1 1 0.38 0.4 1.2

3、 實驗內(nèi)容 采用自制的送粉裝置進行電弧熔覆,熔覆材料粉經(jīng)200烘干4h在電弧熱源下燒熔,電流125a、送粉量350400 mg/s,工件移動速度8.3-13.3mm/s,氬氣流量 10 l/min,采用搭接熔覆,熔覆材料見表5。將上述熔覆獲得的熔覆層分別在mm6 臥式顯微鏡下進行顯微組織分析;在 hx-1000顯微硬度計下進行熔覆層硬度及熔覆層與基體結(jié)合界面附近硬度梯度檢測;在skoda快速磨損試驗機上進行熔覆層快速磨損實驗,比較其耐磨性;采用rigaku xj1-2/50 晶體結(jié)構(gòu)分析儀進行熔覆層物相鑒定;采用 jem-2000ex進行物相形態(tài)觀測和結(jié)構(gòu)鑒定。 表2 熔覆材料配比 % 1 2

4、 3 4 5 6 ni35b 90 80 70 60 50 40 sic 10 20 30 40 50 60 2.實驗結(jié)果 2.1 顯微組織檢測結(jié)果 將獲得的熔覆試樣沿垂直于熔覆層方向斷開,對其橫斷面進行顯微組織觀察,其結(jié)果見圖 1。 a . sic20% b . sic50% 圖1 熔覆層及熔覆層與基體結(jié)合界面顯微組織 5%hno3+c2h5oh腐蝕 250 2.2 熔覆層及熔覆層與基體結(jié)合界面硬度檢測結(jié)果 對上述顯微組織分析試樣分別進行熔覆層及熔覆層與基體結(jié)合界面硬度檢測,其結(jié)果見圖2。 2.3 快速磨損實驗結(jié)果 將熔覆獲得的試樣加工成:2540mm2的快速磨損試樣,熔覆層表面磨光,進行快

5、速磨損實驗。實驗條件是:載荷15kg,行程3000轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速675轉(zhuǎn)/分,硬質(zhì)合金磨輪直徑30mm,寬度2.5mm。其結(jié)果見圖3。 圖2 不同成分熔覆層硬度及熔覆層與基體結(jié)合界面硬度梯度 圖3 不同sic含量,相同磨損條件下的磨損體積 3.分析討論 3.1 熔覆材料成分對熔覆層組織性能的影響 從圖1比較可以看出,隨sic的相對含量的增加,熔覆層中形成的雙相或多相的共生組織數(shù)量增多,熔覆層組織有粗化的趨勢。 3.2 sic加入量對熔覆層性能的影響 硬度檢測和磨損試驗結(jié)果表明,隨sic的相對含量的增加,熔覆層硬度提高,界面附近硬度梯度增大,熔覆層的耐磨性增大。與其對應(yīng)的顯微組織形成良好的吻合。 3.3 熔覆層的強化機制 實驗結(jié)果表明,在所獲得的熔覆層中均不存在sic相,不存在sic顆粒,熔覆層顯微組織也不是sic陶瓷組織。盡管如此,熔覆層仍具有很高的硬度,在本實驗條件下,獲得的熔覆層硬度隨sic加入量增加而線性增大。在sic加入量為50%時,熔覆層硬度達到hv1080,使其表現(xiàn)出較高的耐磨性。 4.結(jié)論 采用電弧熔覆ni基自熔合金和sic混合材料獲得的熔覆層,具有較高的硬度。熔覆層的硬度和耐磨性隨sic的加入量的增加而增大。 參考文獻: 1王新洪,鄒增大,曲什堯.金屬表面技術(shù)叢書表面熔融凝固

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