氬弧熔覆TiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層制備與性能研究.pdf

1、機(jī)械零件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，耐磨性是機(jī)械零件的基本要求，利用表面強(qiáng)化技術(shù)在零件表面熔覆一層高硬度、耐磨性好的熔覆層，成為提高零件使用壽命的重要方法。本文利用氬弧熔覆技術(shù)在Q235鋼表面制備出了有TiC顆粒增強(qiáng)的Fe基復(fù)合耐磨涂層。
　　本文利用金相顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及電子能譜(EDS)等測(cè)試手段，對(duì)熔覆層的顯微組織結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了分析表征。利用HVS-1000型顯微硬度計(jì)測(cè)試熔覆層橫斷面的硬度分

2、布，利用SFT-2M型銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)基體和熔覆層進(jìn)行室溫?zé)o潤(rùn)滑摩擦磨損試驗(yàn)，對(duì)熔覆層和基體的耐磨性能進(jìn)行了比較研究，探究了復(fù)合涂層的磨損機(jī)理，同時(shí)探討了TiC顆粒的加入量對(duì)熔覆層硬度和耐磨性的影響。
　　本文還研究了熔覆工藝參數(shù)對(duì)熔覆層成形和組織的影響。在保證熔覆層內(nèi)無(wú)氣孔、夾渣等缺陷，并且組織均勻的條件下，優(yōu)化了熔覆工藝參數(shù)，結(jié)果表明:當(dāng)熔覆速度3mm/s，熔覆脈沖電流170A時(shí)，得到的熔覆層質(zhì)量最好。
　　熔覆層

3、微觀分析結(jié)果顯示:復(fù)合涂層是由α-Fe形成的枝晶和枝晶間的(Fe，Cr)23(C，B)6、Fe3C共晶組織以及TiC增強(qiáng)顆粒組成。當(dāng)TiC顆粒加入量較低時(shí)，TiC顆粒與基體浸潤(rùn)性較好，呈細(xì)小彌散分布在熔覆金屬內(nèi);但隨著TiC顆粒加入量的增多，TiC顆粒逐漸發(fā)生團(tuán)聚，形成形狀為棒狀或放射狀的TiC顆粒團(tuán)。當(dāng)TiC加入量達(dá)到30％時(shí)，TiC顆粒嚴(yán)重聚集為大顆粒團(tuán)，與熔覆金屬浸潤(rùn)性變差，導(dǎo)致TiC顆粒與熔覆金屬結(jié)合強(qiáng)度下降。
　　熔覆層

4、力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明:含TiC顆粒的熔覆層的表面硬度明顯高于無(wú)TiC顆粒增強(qiáng)的Fe45熔覆層。隨著TiC顆粒加入量的增加，熔覆層的硬度不斷提高，最高硬度可達(dá)980HV。TiC顆粒增強(qiáng)熔覆層的橫截面硬度分布的趨勢(shì)是，表層區(qū)硬度最高，中間區(qū)域硬度平緩，在熔合區(qū)部分硬度急劇下降到母材的硬度水平。
　　熔覆層的耐磨性能試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)TiC顆粒加入量較低時(shí)，主要是熔覆金屬粘著磨損失效;當(dāng)TiC顆粒加入量較大時(shí)，熔覆層內(nèi)的TiC顆粒開始出現(xiàn)