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在矿山开采、模具铸造和机械加工等领域,许多零部件所处工作环境恶劣,表面磨损和腐蚀常常是零部件失效的主要原因。为了提高零部件在使用过程中的耐磨性和耐蚀性,延长零部件的使用寿命,研究人员采用了激光熔覆和等离子喷焊等表面强化技术。其中等离子喷焊技术因具有消耗材料少,生产效率高,成品制备容易等优点,越来越多地受到业界重视。本文利用等离子喷焊技术在H13模具钢基体表面制备喷焊层,喷焊材料以Ni60A为基本合金粉末,分别在其中添加合金元素Mo和Cu后研究了喷焊层的耐磨与耐蚀性能。并对添加合金元素Mo强化后的喷焊层进行固溶和时效处理,研究了热处理工艺对喷焊层微观组织与性能的影响。Ni60A合金粉末加入合金元素Mo之后,所制备的等离子喷焊层显微组织得到细化,喷焊层中生成了Mo Si2、Mo2C、Mo3C2和Mo C等硬质相,硬质相弥散分布在喷焊层中。Mo3C2通过共析反应转变为Mo C和Mo2C,相互聚集形成椭圆形碳化物。固溶处理后,初生碳化物几乎全部溶解在喷焊层中,但仍有一定量的Mo2C和Mo C等未发生溶解;熔合区的粗大晶粒带消失,化学成分也更加均匀。磨料磨损试验表明:随着喷焊层中Mo含量的增加,喷焊层的耐磨性明显提高,Mo的添加量达到8%时,与Ni60A喷焊层相比,耐磨性提高了约30%。但Mo的加入量过多反而会降低喷焊层的耐磨性。固溶处理后喷焊层的组织与成分更加均匀,残余应力大幅度减小,合金元素Mo强化的喷焊层经固溶处理后的耐磨性能较未经热处理和时效处理的更好。电化学腐蚀试验表明:添加合金元素Mo的喷焊层的点蚀电位大幅增加,8%Mo/Ni60A喷焊层的耐点蚀性能较好。1%Cu/Ni60A喷焊层的点蚀电位Eb与Ni60A喷焊层相比提高了80m V,喷焊层也具有良好的耐点蚀性能。同时添加合金元素Mo和Cu所制备的喷焊层耐点蚀性能优于304不锈钢,利用喷焊合金粉末10%Mo+1.4%Cu/Ni60A所制备的喷焊层的耐点蚀性能最好。在10%HCl和10%H2SO4溶液中,单独添加合金元素Mo和Cu以及两者同时添加均能使得喷焊层的腐蚀电位Ecorr增大,腐蚀电流Icorr减小,抗均匀腐蚀能力提高。固溶处理后的喷焊层在10%HCl溶液中的腐蚀电位Ecorr增加了69.6 m V,耐蚀性能得到了提高。