高速混合機(jī)槳葉的失效分析及強(qiáng)化、修復(fù)技術(shù).pdf

1、槳葉是塑料行業(yè)中混料設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)部件,其耐磨性能和耐蝕性能的高低直接影響到設(shè)備的使用壽命。當(dāng)前國(guó)內(nèi)制造混料設(shè)備的槳葉大都采用普通奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼雖然耐蝕性高,塑性、韌性和低溫韌性好,但是硬度較低,耐磨性不好,槳葉的使用壽命較短。因此,研發(fā)一種高性能的槳葉對(duì)于提高混料設(shè)備的在機(jī)使用時(shí)間和材料利用率有重要意義。
　　 本文針對(duì)高速混合機(jī)槳葉耐磨性低的不足,提出了激光表面陶瓷合金化提高其耐磨性的新途徑,在1Cr18Ni9T

2、i奧氏體不銹鋼基體上利用激光合金化技術(shù)熔化了Mn+碳化物陶瓷硬質(zhì)相粉末,探索了利用激光表面合金化技術(shù)強(qiáng)化高速混合機(jī)槳葉的工作層的實(shí)現(xiàn)途徑,并且研究了合金化層的顯微組織、物相、顯微硬度分布和腐蝕、磨損行為,得出的主要結(jié)論如下:
　　 1)在1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼表面制備了Mn+Al2O3硬質(zhì)相復(fù)合合金化涂層。合金化層與基體實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,是典型的枝晶組織,由奧氏體枝晶和共晶組織組成;槳葉工作層的顯微硬度分為激光合金化層、熱

3、影響區(qū)、基體三個(gè)級(jí)別,由表及里依次降低。其中基體的顯微硬度為204HV0.1,合金化層的最大硬度達(dá)到440.8HV0.1,是基體的2.1倍。XRD數(shù)據(jù)表明激光合金化層主要由奧氏體(A)、Al2O3、Cr7C3、Mn7C3和Mn2O3組成;合金化層的耐磨損性能較基體顯著提高,由于在磨損中作為硬質(zhì)相的Al2O3和Cr7C3可以作為主要的承載體承受外界載荷的力學(xué)作用,減小磨粒對(duì)奧氏體基體的犁削作用,而塑性優(yōu)良的奧氏體基體可以牢牢固定硬質(zhì)相顆粒

4、,防止其從合金化層中脫落;激光合金化層和基體腐蝕原理相同,主要發(fā)生了點(diǎn)蝕和晶間腐蝕,但合金化層的耐蝕性能弱于基體,因?yàn)镸n和硬質(zhì)相的添加對(duì)腐蝕性能起到部分消極作用;
　　 2)在1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼表面制備了Mn+NiWC硬質(zhì)相復(fù)合合金化涂層,合金化層與基體實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合;XRD數(shù)據(jù)表明激光合金化層主要物相有鐵錳合金、WC、W2C、Fe3WaC、Fe6W6C和MnO;激光合金化層的顯微硬度最大達(dá)到664.4HV0.1,