高速混合機槳葉的失效分析及強化、修復技術.pdf

1、槳葉是塑料行業(yè)中混料設備的主要結構部件,其耐磨性能和耐蝕性能的高低直接影響到設備的使用壽命。當前國內制造混料設備的槳葉大都采用普通奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼雖然耐蝕性高,塑性、韌性和低溫韌性好,但是硬度較低,耐磨性不好,槳葉的使用壽命較短。因此,研發(fā)一種高性能的槳葉對于提高混料設備的在機使用時間和材料利用率有重要意義。
　　 本文針對高速混合機槳葉耐磨性低的不足,提出了激光表面陶瓷合金化提高其耐磨性的新途徑,在1Cr18Ni9T

2、i奧氏體不銹鋼基體上利用激光合金化技術熔化了Mn+碳化物陶瓷硬質相粉末,探索了利用激光表面合金化技術強化高速混合機槳葉的工作層的實現(xiàn)途徑,并且研究了合金化層的顯微組織、物相、顯微硬度分布和腐蝕、磨損行為,得出的主要結論如下:
　　 1)在1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼表面制備了Mn+Al2O3硬質相復合合金化涂層。合金化層與基體實現(xiàn)冶金結合,是典型的枝晶組織,由奧氏體枝晶和共晶組織組成;槳葉工作層的顯微硬度分為激光合金化層、熱

3、影響區(qū)、基體三個級別,由表及里依次降低。其中基體的顯微硬度為204HV0.1,合金化層的最大硬度達到440.8HV0.1,是基體的2.1倍。XRD數(shù)據(jù)表明激光合金化層主要由奧氏體(A)、Al2O3、Cr7C3、Mn7C3和Mn2O3組成;合金化層的耐磨損性能較基體顯著提高,由于在磨損中作為硬質相的Al2O3和Cr7C3可以作為主要的承載體承受外界載荷的力學作用,減小磨粒對奧氏體基體的犁削作用,而塑性優(yōu)良的奧氏體基體可以牢牢固定硬質相顆粒

4、,防止其從合金化層中脫落;激光合金化層和基體腐蝕原理相同,主要發(fā)生了點蝕和晶間腐蝕,但合金化層的耐蝕性能弱于基體,因為Mn和硬質相的添加對腐蝕性能起到部分消極作用;
　　 2)在1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼表面制備了Mn+NiWC硬質相復合合金化涂層,合金化層與基體實現(xiàn)冶金結合;XRD數(shù)據(jù)表明激光合金化層主要物相有鐵錳合金、WC、W2C、Fe3WaC、Fe6W6C和MnO;激光合金化層的顯微硬度最大達到664.4HV0.1,