论文部分内容阅读
在热喷涂、堆焊、激光熔覆等技术制备碳化物增强涂层中存在碳化物的溶解以及分布不均匀的现象，为解决这些问题，研制开发了等离子喷焊后送粉技术，实现了涂覆层与基体的冶金结合。等离子喷焊后送粉技术使碳化物避开热源被送入到涂覆层中，有效地解决了碳化物溶解问题，提高了涂覆层的耐磨性能。 本文采用等离子喷焊后送粉技术，在45钢表面制备了WC颗粒增强Fe基复合涂覆层，涂覆层外观成形良好、无宏观缺陷。本文分别研究了电流大小、增强WC颗粒粒度和后送粉角度对涂覆层中碳化物的分布及溶解的影响，研究了涂覆层的组织结构及耐摩擦磨损性能。采用SEM、XRD及EDS对涂覆层组织结构及成分进行了分析。采用摩擦磨损试验机测量了涂覆层的磨损性能，借助于扫描电镜观察磨损试样磨面形貌，并探讨了其磨损机理。 试验结果表明：采取电流120A时，等离子喷焊40μmWC颗粒增强复合涂覆层表面的物相主要由WC、Cr23C6、Fe23B6、Cr7C3、W285、SiC和FeW2B2等组成。涂覆层中存在大量未溶解的WC颗粒，均匀分布在涂覆层中，涂覆层上、中、下三部分的组织基本相同，都是由深灰色先结晶的初晶组织和浅灰色后结晶相组成，涂覆层截面硬度呈梯度分布，最高可达1747.9HV。随着电流增大到130A和140A，涂覆层中几乎看不到保留下来的WC颗粒，涂覆层截面的最高硬度分别达965.4HV和970.1HV。电流取定120A时，等离子喷焊80μmWC颗粒增强Fe基复合涂覆层中，表面物相主要由WC、Cr23C6、Cr7C3、Fe7W7等组成，WC颗粒基本均匀分布在涂覆层中，WC颗粒边缘的溶解痕迹明显低于小颗粒增强涂覆层，涂覆层截面最高硬度达2167.3HV。后送粉角度取定45°时，WC颗粒几乎全部沉积在涂覆层底部，表面物相主要有W2C、Cr23C6和Cr7C3，涂覆层硬度呈先增大再减小的趋势，最高硬度1892HV。 等离子喷焊WC颗粒增强Fe基复合涂覆层磨损机理主要是磨粒磨损，涂覆层耐磨性有明显提高。过大的电流下制备的涂覆层耐磨性能比120A电流下制备的涂覆层耐磨性能差。大颗粒增强涂覆层耐磨性明显高于小颗粒增强涂覆层的耐磨性能。