氬弧熔覆TiC顆粒增強復合涂層制備與性能研究.pdf

1、機械零件在運轉過程中，耐磨性是機械零件的基本要求，利用表面強化技術在零件表面熔覆一層高硬度、耐磨性好的熔覆層，成為提高零件使用壽命的重要方法。本文利用氬弧熔覆技術在Q235鋼表面制備出了有TiC顆粒增強的Fe基復合耐磨涂層。
　　本文利用金相顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及電子能譜(EDS)等測試手段，對熔覆層的顯微組織結構和成分進行了分析表征。利用HVS-1000型顯微硬度計測試熔覆層橫斷面的硬度分

2、布，利用SFT-2M型銷盤式摩擦磨損試驗機對基體和熔覆層進行室溫無潤滑摩擦磨損試驗，對熔覆層和基體的耐磨性能進行了比較研究，探究了復合涂層的磨損機理，同時探討了TiC顆粒的加入量對熔覆層硬度和耐磨性的影響。
　　本文還研究了熔覆工藝參數(shù)對熔覆層成形和組織的影響。在保證熔覆層內無氣孔、夾渣等缺陷，并且組織均勻的條件下，優(yōu)化了熔覆工藝參數(shù)，結果表明:當熔覆速度3mm/s，熔覆脈沖電流170A時，得到的熔覆層質量最好。
　　熔覆層

3、微觀分析結果顯示:復合涂層是由α-Fe形成的枝晶和枝晶間的(Fe，Cr)23(C，B)6、Fe3C共晶組織以及TiC增強顆粒組成。當TiC顆粒加入量較低時，TiC顆粒與基體浸潤性較好，呈細小彌散分布在熔覆金屬內;但隨著TiC顆粒加入量的增多，TiC顆粒逐漸發(fā)生團聚，形成形狀為棒狀或放射狀的TiC顆粒團。當TiC加入量達到30％時，TiC顆粒嚴重聚集為大顆粒團，與熔覆金屬浸潤性變差，導致TiC顆粒與熔覆金屬結合強度下降。
　　熔覆層

4、力學性能檢測結果表明:含TiC顆粒的熔覆層的表面硬度明顯高于無TiC顆粒增強的Fe45熔覆層。隨著TiC顆粒加入量的增加，熔覆層的硬度不斷提高，最高硬度可達980HV。TiC顆粒增強熔覆層的橫截面硬度分布的趨勢是，表層區(qū)硬度最高，中間區(qū)域硬度平緩，在熔合區(qū)部分硬度急劇下降到母材的硬度水平。
　　熔覆層的耐磨性能試驗結果表明:當TiC顆粒加入量較低時，主要是熔覆金屬粘著磨損失效;當TiC顆粒加入量較大時，熔覆層內的TiC顆粒開始出現(xiàn)