激光熔覆陶瓷相顆粒增強Fe基熔覆層的研究.pdf

1、在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè),磨損造成的損失占生產成本相當大的比例,因而在工件表面熔覆一層耐磨層以提高其表面的耐磨性,具有巨大的經濟和社會效益。本文采用激光熔覆和原位自生技術,在Q235低碳鋼母材表面制備了TiC-VC-Mo2C復合顆粒增強的Fe基耐磨熔覆層,利用光學顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EPMA)、掃描電鏡(SEM)、顯微硬度計以及滑動磨損試驗機等測試分析手段,系統(tǒng)研究了激光熔覆層的顯微組織和性能。

2、　　 研究了熔覆功率、掃描速度、預置粉末厚度、多道搭接率等對熔覆層表面成形及性能的影響。研究結果表明,當激光熔覆工藝參數為熔覆功率2500W、掃描速度5mm/s、光斑直徑3mm、保護氣體流量15-20L/min、預置粉末厚度約1.0mm、多道間搭接率約30％時,熔覆層具有較好的表面成形,同時能夠實現大面積熔覆。
　　 研究了合金粉末的不同組分及加入量對熔覆層組織和性能的影響。鈦鐵、釩鐵、鉬鐵的加入,通過與石墨的原位合成反應,可

3、以在熔覆層中生成大量的碳化物顆粒,從而起到顆粒增強作用。但是,當這些合金粉末加入量超過一定量后,增加了熔體的粘度而降低了熔體的流動性,使熔覆層成形變差,甚至出現裂紋。硼鐵的加入可以細化熔覆層的硬質相顆粒,且使基體組織由針狀鐵素體向珠光體和高碳馬氏體組織轉變。鉻鐵的加入可以使鉻與鐵固溶形成固溶強化,提高了熔覆層基體的硬度,但是,鉻鐵加入量超過一定量后,會導致基體中脆而硬的低溫萊氏體產生,進而增加了熔覆層的裂紋傾向。
　　 采用鈦鐵

4、(Fe-Ti40)、釩鐵(Fe-V50)、硼鐵(Fe-B16)、鉬鐵(Fe-Mo60)、鉻鐵(Fe-Cr70)等粉末制備出TiC-VC-Mo2C復合顆粒增強Fe基熔覆層,表面成形較好,內部無夾渣、裂紋等缺陷,組織細密,硬質相分布均勻彌散。復合熔覆層的耐磨損機制主要為顯微切削和局部的疲勞脫落引起的粘著脫落。由于熔覆層具有較高的平均顯微硬度(1102.5HV0.3),使得熔覆層在磨損過程中難于發(fā)生塑性變形,因而具有優(yōu)異的耐磨損性能。在相同試