等離子熔覆耐磨復(fù)合板的設(shè)備和工藝研究.pdf

1、目前，我國(guó)耐磨復(fù)合板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通常采用的方法是在基體金屬板上堆焊一層耐磨層，或者采用軋制、爆破、燒結(jié)、電磁連鑄等方法制成雙金屬?gòu)?fù)合板，但都存在某些缺點(diǎn)，如堆焊耐磨層的組織不均勻、表層粗糙等，而采用軋制、爆破等方法只能生產(chǎn)塑性較高的耐腐蝕雙金屬?gòu)?fù)合板，不能用于高硬度低塑性的耐磨材料。電磁連鑄法生產(chǎn)復(fù)合鋼板時(shí)對(duì)于復(fù)合板的厚度不易控制，制備的復(fù)合板材的組織和性能相對(duì)較差。
　　等離子熔覆技術(shù)可在無(wú)需經(jīng)過(guò)任何前處理的基體金屬板上，

2、獲得與基體良好冶金結(jié)合的致密熔覆層。本文采用等離子熔覆技術(shù)，通過(guò)一定的粉末配比，優(yōu)化設(shè)計(jì)了專門的等離子熔覆設(shè)備，改變不同的工藝參數(shù)，在 Q235鋼上熔覆耐磨涂層制備了一種耐磨復(fù)合板。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EMPA)等技術(shù)，對(duì)熔覆層進(jìn)行了組織和物相分析，并且利用顯微硬度計(jì)對(duì)熔覆層的顯微硬度進(jìn)行了測(cè)量，通過(guò)對(duì)其硬度的分析來(lái)了解等離子熔覆耐磨復(fù)合板的優(yōu)異性能。
　　等離子熔覆耐磨復(fù)

3、合板設(shè)備的設(shè)計(jì)主要包括等離子熔覆專用電源、等離子矩和送粉器等的設(shè)計(jì)。等離子熔覆專用電源采用逆變式電源，等離子炬的陰極采用鈰鎢合金，同時(shí)等離子炬設(shè)計(jì)了3條通道：等離子束流通道、粉末流通道、外層保護(hù)氣流通道；送粉器為專用的新型同步送粉器。
　　工藝研究分析結(jié)果表明：從熔覆層與基體的結(jié)合面到頂部大致可分為五種結(jié)晶形態(tài)：平面晶，胞狀晶，胞狀樹(shù)枝晶，樹(shù)枝晶，等軸晶；同時(shí)，在兩道熔覆層的搭接處還有一些穗狀晶和一些帶狀晶的存在。本實(shí)驗(yàn)主要研究送

4、粉量和電流對(duì)等離子熔覆工藝的影響。當(dāng)送粉量為60g﹒min﹣1時(shí)，其組織存在一定的缺陷，有氣孔和裂紋的產(chǎn)生，而隨著送粉量的減少，粉末熔化越來(lái)越完全，其組織越來(lái)越致密，當(dāng)送粉量為36g﹒min﹣1時(shí)，熔覆層的組織最致密，缺陷最少。1、2、3號(hào)試樣熔覆層底部成分均為先析出的碳化物硬質(zhì)相(Cr，F(xiàn)e)7C3和(Cr，F(xiàn)e)7C3與α-Fe組成的共晶化合物，其間固溶了Si、Mn、Mo、V等元素，并且隨著送粉量的減小，熔覆層底部先析出組織(Cr，

5、Fe)7C3的比例有減少的趨勢(shì)，并且先析出相的組織越來(lái)越致密，精細(xì)程度越來(lái)越高。從硬度數(shù)據(jù)表中可以看出，隨著送粉量的減少，熔覆層的整體平均硬度值呈下降趨勢(shì)。1號(hào)試樣平均硬度為1240HV，2號(hào)試樣平均硬度為1014HV，1號(hào)和2號(hào)的硬度值相對(duì)不穩(wěn)定，起伏波動(dòng)比較大，3號(hào)試樣平均硬度為858HV，雖然整體硬度有所下降，但是硬度值相對(duì)比較平穩(wěn)，可以達(dá)到工藝要求，因此送粉量36g﹒min﹣1是合適的工藝參數(shù)。
　　隨著電流的增加，熔覆層

6、的組織變得越來(lái)越粗大，并且6號(hào)試樣的熔深比4、5號(hào)試樣的熔深要深，工件的受熱變形比較嚴(yán)重。4、5、6號(hào)試樣的熔覆層中部均為固溶了V、Si、Mn等元素的γ-Fe和（Cr，F(xiàn)e）7C3等，4、5、6號(hào)試樣中部組織均出現(xiàn)先析出塊狀組織（Cr，F(xiàn)e)7C3，且隨著電流的增大，塊狀組織依次增大，硬質(zhì)相（Cr，F(xiàn)e)7C3的總體含量也呈下降趨勢(shì)。從硬度數(shù)據(jù)表中可以看出，隨著電流的增加，熔覆層的平均硬度值降低，4號(hào)試樣的平均硬度為994HV，并且硬度