鎳含量對等離子熔覆層組織及性能的影響研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)節(jié)奏及效率越來越快，機械設(shè)備及零部件的磨損失效問題日益嚴重，給生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。通過對磨損件的等離子熔覆修復(fù)，可以使受損的零部件再次正常使用，這樣就能減少工件的更換次數(shù)，提高設(shè)備的利用率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益。因此，研究耐磨等離子熔覆材料，提高材料自身耐磨性能有重要意義。
　　本文在理論分析和工礦現(xiàn)場應(yīng)用相結(jié)合的基礎(chǔ)上，針對復(fù)合板磨粒磨損與粘著磨損環(huán)境，在設(shè)計出不同的Fe基合金粉末中，加入

2、不同和配比的Ni元素，利用等離子表面熔覆技術(shù)，采用同步送粉方法在16Mn鋼表面制備鐵基合金熔覆層，應(yīng)用光學(xué)金相顯徼鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子探針(EMPA)、X射線衍射儀(XRD)、顯微硬度測試、摩擦磨損測試和耐蝕性測試試驗等方法，研究了Ni加入量變化對等離子熔覆金屬組織和性能的影響規(guī)律。
　　針對復(fù)合板磨粒磨損環(huán)境，制備的高碳鉻Fe基粉末熔覆層，隨著Ni含量由0％增加到10％，熔覆層顯微組織出現(xiàn)了平面晶還出現(xiàn)了大

3、量的樹枝晶和胞晶，而且晶粒粗大，而在枝晶和胞晶之間分布著細小的共晶組織。通過XRD與能譜分析，熔覆層主要物相為α-Fe、(Fe，Cr)7(C，B)3、α-(Fe，Cr)、γ-(Fe，Ni)固溶體等物相。從1撐試樣到3＃試樣，Ni含量由0％增加到10％，顯微硬度的平均硬度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，Ni含量在5％時，平均硬度最高。熔覆層金屬在磨粒磨損試驗中，材料的主要磨損機制是顯微切削和局部斷裂剝落。在三個試樣的對比中，當(dāng)Ni含量為5％時，熔

4、覆層具有最好的耐磨性，相對耐磨性是16Mn鋼基體的41.29倍。當(dāng)Ni含量繼續(xù)增加時到10％時，耐磨性有所降低。
　　針對復(fù)合板粘著磨損環(huán)境，制備的中碳鉻Fe基粉末熔覆層，Ni含量由5％增加到25％。通過XRD分析，熔覆層主要由γ-(Fe，Ni)、(Fe，Cr)7(C，B)3、 B2Fe3Ni3、Fe3Ni2等物相組成，熔覆層與基體之間實現(xiàn)了冶金結(jié)合，結(jié)合強度較高，熔覆質(zhì)量良好。從4＃到8＃試樣，Ni含量由5％增加到25％，隨著N

5、i含量增加，顯微硬度的平均值和最高值都呈下降趨勢。最高硬度出現(xiàn)在(Fe，Cr)7(C，B)3和Fe3Ni2等硬質(zhì)相，顯微硬度的總體變化趨勢都是:從熔覆層表層到內(nèi)部，次表層的硬度值都大于表層硬度值，然后硬度值依次減小，靠近冶金結(jié)合面的熔覆層硬度表現(xiàn)較低，顯微硬度呈梯度變化。通過對摩擦系數(shù)曲線和磨損形貌總體進行分析，當(dāng)Ni含量增多到10％以后，摩擦系數(shù)明顯減小，磨損程度減輕。當(dāng)Ni含量達到25％時，摩擦系數(shù)最小，磨損剝落程度最輕。經(jīng)電化學(xué)腐