采用焊條電弧堆焊原位合成TiB2-Fe涂層研究.pdf

1、金屬基復(fù)合材料綜合了金屬基體和增強(qiáng)相的優(yōu)點(diǎn),在航空航天、軍工和汽車等工業(yè)領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。硼化物陶瓷中的TiB2陶瓷具有高熔點(diǎn)、高化學(xué)穩(wěn)定性、高硬度、高彈性模量、良好的相容性以及耐磨損等優(yōu)異性能,廣泛作為增強(qiáng)相應(yīng)用于金屬基復(fù)合材料中。然而,以往制備含 TiB2增強(qiáng)相金屬基復(fù)合涂層的工藝具有很多的不足之處,例如涂層中增強(qiáng)相分布不均勻、涂層制備重復(fù)性差、難以獲得大厚度涂層、難以保證涂層的良好成形以及制備工藝復(fù)雜成本高昂等,成為制約

2、該金屬基復(fù)合涂層應(yīng)用的一大難題。
　　本課題采用焊條電弧堆焊工藝探索原位合成制備含TiB2陶瓷相的Fe基堆焊層。采用一定配比的Fe-Ti粉末和B4C粉末的混合物作為藥皮搓制成焊條,用于堆焊層的制備。綜合制備得到的堆焊層的表面成形、組織和性能,認(rèn)為這種制備工藝可以用來制備大厚度的、與基體結(jié)合牢固的含 TiB2陶瓷相的致密堆焊層。通過熱力學(xué)計(jì)算分析可知,原位合成過程中是否能生成TiC增強(qiáng)相,取決于堆焊層中 Ti/B4C比值的大小。研究

3、發(fā)現(xiàn),當(dāng)增大焊條藥皮重量系數(shù)時(shí),由于形成的堆焊層中高硬度的TiB2相和Fe2B相所占的比例增大,堆焊層的硬度增大。采用焊條電弧堆焊工藝能夠制備6mm厚度左右的TiB2/Fe堆焊層,堆焊層組織穩(wěn)定且增強(qiáng)相分布均勻,制備工藝還具有重復(fù)性好和工藝簡(jiǎn)單成本低的優(yōu)點(diǎn),具有很好的應(yīng)用前景。
　　為了提高堆焊層的耐腐蝕性能,本課題探索焊條藥皮中添加高碳鉻鐵對(duì)堆焊層的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著藥皮中高碳鉻鐵的添加,堆焊層組織中的白色硼化物相逐漸增多,且