等離子噴焊WC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合熔覆層的組織與性能研究.pdf

1、在熱噴涂、堆焊、激光熔覆等技術(shù)制備碳化物增強(qiáng)涂層中存在碳化物的溶解以及分布不均勻的現(xiàn)象，為解決這些問題，研制開發(fā)了等離子噴焊后送粉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了涂覆層與基體的冶金結(jié)合。等離子噴焊后送粉技術(shù)使碳化物避開熱源被送入到涂覆層中，有效地解決了碳化物溶解問題，提高了涂覆層的耐磨性能。
　　本文采用等離子噴焊后送粉技術(shù)，在45鋼表面制備了WC顆粒增強(qiáng)Fe基復(fù)合涂覆層，涂覆層外觀成形良好、無宏觀缺陷。本文分別研究了電流大小、增強(qiáng)WC顆粒粒度和后送

2、粉角度對(duì)涂覆層中碳化物的分布及溶解的影響，研究了涂覆層的組織結(jié)構(gòu)及耐摩擦磨損性能。采用SEM、XRD及EDS對(duì)涂覆層組織結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行了分析。采用摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)量了涂覆層的磨損性能，借助于掃描電鏡觀察磨損試樣磨面形貌，并探討了其磨損機(jī)理。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：采取電流120A時(shí)，等離子噴焊40μmWC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂覆層表面的物相主要由WC、Cr23C6、Fe23B6、Cr7C3、W285、SiC和FeW2B2等組成。涂覆層中存在大

3、量未溶解的WC顆粒，均勻分布在涂覆層中，涂覆層上、中、下三部分的組織基本相同，都是由深灰色先結(jié)晶的初晶組織和淺灰色后結(jié)晶相組成，涂覆層截面硬度呈梯度分布，最高可達(dá)1747.9HV。隨著電流增大到130A和140A，涂覆層中幾乎看不到保留下來的WC顆粒，涂覆層截面的最高硬度分別達(dá)965.4HV和970.1HV。電流取定120A時(shí)，等離子噴焊80μmWC顆粒增強(qiáng)Fe基復(fù)合涂覆層中，表面物相主要由WC、Cr23C6、Cr7C3、Fe7W7等組

4、成，WC顆?；揪鶆蚍植荚谕扛矊又?，WC顆粒邊緣的溶解痕跡明顯低于小顆粒增強(qiáng)涂覆層，涂覆層截面最高硬度達(dá)2167.3HV。后送粉角度取定45°時(shí)，WC顆粒幾乎全部沉積在涂覆層底部，表面物相主要有W2C、Cr23C6和Cr7C3，涂覆層硬度呈先增大再減小的趨勢(shì)，最高硬度1892HV。
　　等離子噴焊WC顆粒增強(qiáng)Fe基復(fù)合涂覆層磨損機(jī)理主要是磨粒磨損，涂覆層耐磨性有明顯提高。過大的電流下制備的涂覆層耐磨性能比120A電流下制備的涂覆層