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采用超音频感应加热设备在Q235钢管外壁感应熔覆Ni60A自溶性合金粉末涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)与电子探针(EPMA)分析涂层及界面的显微组织特征;采用X射线衍射仪(XRD)结合SEM-EDS对熔覆涂层相组成进行了判定和分析;采用显微硬度计和洛氏硬度计测定了涂层的显微硬度和表面洛氏硬度;采用ML-10型磨料磨损试验机评价了涂层的耐磨性能。研究了感应加热工艺参数及粘结剂对涂层表面质量、显微组织、相结构和耐磨粒磨损性能的影响。
结果表明,采用40~60kHz超音频感应熔覆Ni60A自熔性合金粉末涂层是合适的,可使合金粉末良好地熔涂于Q235基体上;使用20%液态水玻璃+1%红糖+水做粘结剂效果最好,涂层粘度适中,高温强度高,工艺性能好,涂层表面平整;在综合考虑工艺性能及涂层效果的情况下,输出电流为750A,启动加热时间为12s左右时,可获得最佳的熔覆涂层;制备的厚度为0.8~1.2mm的镍基合金涂层自上而下分为三个区:依次为涂层、白亮带(5μm~10μm)、基体,涂层与基体间形成了宽为5μm~10μm的冶金结合带;Ni60A合金熔覆层微观组织是由富含Cr、Si的γ-Ni相基体及其上均匀分布着的大量硼化物(Ni3B、CrB)、碳化物(Cr23C6、Cr7C3)等硬质相组成;涂层内部气孔率小,组织均匀,且界面结合良好;熔覆层显微硬度可达650HV,硬度值均匀,且涂层与基体的界面区存在着硬度梯度。
熔覆涂层的干摩擦磨料磨损试验结果表明:涂层的磨损比高铬铸铁少得多,耐磨性能相对于高铬铸铁提高了一倍。涂层的磨损机理是以磨料磨损为主,粘着磨损及疲劳磨损共同起作用。