TIG弧-粉芯絲材堆焊原位合成硼化物、氮化物耐磨涂層研究.pdf

1、粉芯絲材是金屬帶材包覆合金粉末的管狀焊絲，近年來(lái)迅速發(fā)展的一種高效率且高質(zhì)量的堆焊材料。利用粉芯絲材/TIG弧堆焊技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合涂層的制備，避免了引入雜質(zhì)相使界面及堆焊層潔凈，且焊接熱輸入小能最大限度的保留了堆焊層中熔化的粉芯絲材中有效成分。同時(shí)原位生成硬質(zhì)相顆粒使得第二相與基體間的界面無(wú)雜質(zhì)污染，能顯著改善兩相界面間結(jié)合狀況。另外，原位生成硬質(zhì)相不僅可以生成具有特殊顯微結(jié)構(gòu)的第二相，還可以第二相擁有特殊性能。將粉芯絲材與原位合成技術(shù)共

2、同應(yīng)用目前尚未見(jiàn)相關(guān)的研究報(bào)道。
　　本研究采用粉芯絲材TIG弧堆焊原位合成技術(shù)制備TiB2+TiC增強(qiáng)鐵基復(fù)合堆焊涂層，將含Cr、Ni、FeTi、Ti、B4C、FeB的粉芯絲材作為T(mén)IG堆焊填充料，在Q235鋼表面堆焊原位生成TiB2+TiC顆粒增強(qiáng)鐵基堆焊層。堆焊層用掃描電鏡(SEM)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、顯微硬度計(jì)和削-盤(pán)磨損試驗(yàn)機(jī)分別研究其堆焊層顯微組織形貌、堆焊層組織成分、其顯微硬度分布和耐磨性，并分析堆焊涂層中Ti

3、C、TiB2顆粒形成機(jī)制。采用粉芯絲材TIG弧堆焊原位合成技術(shù)制備TiCN增強(qiáng)鐵基復(fù)合堆焊涂層，是采用（Ar+N2）混合氣TIG弧原位合成TiCN系堆焊層的制備。研究微觀(guān)組織特性及堆焊層能譜、XRD分析，探討原位生成TiCN顆粒形核機(jī)制。研究TiCN復(fù)合涂層的摩擦磨損特性，測(cè)試涂層顯微硬度及復(fù)合涂層的磨損量，探討復(fù)合涂層的強(qiáng)化機(jī)制及磨損機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明TIG堆焊原位合成TiB2+TiC系增強(qiáng)鐵基堆焊層組織致密無(wú)裂紋、氣孔等缺陷，與基體

4、呈冶金結(jié)合；堆焊層中TiC、TiB2顆粒彌散分布在Fe基體上，且TiC顆粒呈四面體和花瓣?duì)?，TiB2顆粒為六邊形和短棒狀；涂層顯微硬度最高可達(dá)1657.58HV；粉芯絲材中設(shè)計(jì)TiB2含量為55wt.％的堆焊層耐磨性最好；TiB2、TiC及其復(fù)合顆粒形成機(jī)制是通過(guò)液態(tài)擴(kuò)散形核及液固擴(kuò)散形核并長(zhǎng)大。而原位生成TiCN系增強(qiáng)鐵基復(fù)合堆焊，氮?dú)饧尤肓吭?5%到35%時(shí)，堆焊層組織致密無(wú)裂紋、氣孔等缺陷，與基體呈冶金結(jié)合。但當(dāng)?shù)獨(dú)饬砍^(guò)40%時(shí)