風機葉片氧乙炔熱噴焊Ni基WC復合涂層工藝及性能研究.pdf

1、風機作為能源礦山等領域重要的輔助設備之一，其使用環(huán)境惡劣，葉片受腐蝕磨損嚴重。因此提高風機葉片的使用壽命，對企業(yè)的可靠、經濟運行有重要的意義。氧乙炔熱噴焊Ni基WC因設備簡單、適應性強、效果顯著，能夠在修復受損失效葉片的同時提高其耐磨耐蝕性能，提高使用壽命，降低生產成本。但是氧乙炔熱噴焊Ni基WC因自身設備及工藝特點，涂層易出現孔隙、夾雜、過熔及氧化等問題。
　　本文在綜合國內外學者研究的基礎上，通過對比不同前處理方法、噴焊工藝參

2、數及 WC含量，分析其對涂層的表面沉積、組織缺陷、物相結構、顯微硬度、摩擦磨損及耐蝕性能方面的影響，并運用激光重熔及硼硅共滲來改善噴焊后的涂層組織，提高噴焊層的性能。結合實驗和測試分析結果，得到如下結論：
　　（1）前處理可以提高噴涂粉末的沉積率，各因素的影響比重大小為：表面粗糙度＞噴涂距離＞預熱溫度，經優(yōu)化后火焰噴涂的沉積率為43.97％。微觀組織結構顯示噴涂粉末的沉積方式主要為球狀粘連和片層堆積，當片層堆積為主時涂層的效果最好

3、。通過對失效后的風機葉片使用80目的砂紙毛化處理、表面清理、及300℃溫度下預熱處理后，使用含量35%WC的 Ni基合金，用中性火焰在噴涂距離為10~15cm，重熔時間為4min，完成受損葉片的修復，獲得0.65mm厚冶金結合的Ni基WC噴焊層，通過微整形加工及噴漆后裝機再使用。
　?。?）Ni基WC涂層主要以γ-Ni及FeNi3相為主，NiCrBSi-35%WC表面硬度為856HV，在距離涂層表面0.2mm左右時硬度值達到最大為

4、921HV。WC比例較高時，WC容易因缺少Ni基層的保護，而使涂層表層的WC受熱影響脫碳，W元素分布均勻。而涂層內部的WC因分解較少，W元素分布呈現階梯性變化。W元素在基體中擴散，使 C元素相分布集中，Cr3C2、（Cr，Fe）7C3以及(Cr，Fe)23C6等碳化物相增多，而 Si、B相的含量在除氧造渣中因過氧化而減少。
　　（3）當WC含量比例提高，雖然涂層的硬度增加，但涂層的孔隙和夾雜增多，出現粉末團聚現象問題也增多，而且直

5、徑大于40μm的大孔隙多出現在粉末團聚處。WC含量大于35%時，涂層的磨損易使硬質相顆粒整體脫離，且耐腐蝕性能也較低，WC顆粒也更容易因基體被腐蝕而整體脫離，其中WC含量在30%~40%時耐磨性能較好。
　?。?）重熔時間越長，WC的 XRD衍射峰強越低，分解越嚴重，Cr3C2以及(Cr，Fe)23C6的峰強隨著重熔時間延長而增大，Ni3B及NiSi相的峰強隨重熔時間增加而降低，涂層的氧化越嚴重。重熔后涂層的摩擦系數在0.3~0.

6、6區(qū)間波動，重熔2min時平均摩擦系數為0.45，4min時為0.31，重熔6min時為0.28。重熔時間越長，涂層表面越平整，孔隙度越低，但是過熔氧化的問題也越嚴重。
　　（5）氧乙炔熱噴焊NiCrBSi-WC涂層的缺陷主要有：微縮孔、大孔隙、夾雜、凹凸面、過熔及氧化。通過激光重熔改性后氣孔、緊縮孔和夾雜減少，涂層整體較為平滑致密，2θ=44°附近Ni2.9Cr0.7Fe0.36和FeNi3的XRD主峰峰強明顯增高，（111）晶