磨面辊作为面粉生产设备中的主要部件,其耐磨性的好坏将直接影响到面粉质量等级和生产率。目前世界上制粉行业通用的磨面辊材料为白口铸铁,因为白口铸铁中含有大量的游离渗碳体,性质脆硬,比较耐磨。热导率适中和微结构稀疏的铸铁类材料很适合重熔工艺,且重熔后材料性能会得到改善。本文借助金属学知识对重熔原理进行解释,利用高能量密度热源等离子弧对亚共晶白口铸铁磨面辊齿面进行重熔处理,利用有限元分析软件对重熔温度场进行模拟,并对重熔耐磨层的成分、微观组织、磨损性能等多方面进行了系统分析,文中还对影响重熔耐磨层组织及性能的因素及影响规律进行了研究。由金属学原理可知,等离子弧重熔是金属重新熔化、凝固、结晶及相变的过程。磨面辊辊齿在等离子弧重熔过程中吸收热量,齿顶在短时间内温度升高至熔点而发生熔化,辊齿内受热温度达到相变点的部位发生组织相变。由于铁碳相图具有二重性,根据材料的受热量多少和冷却速度的快慢,碳可能以渗碳体和石墨两种形式析出。由于等离子弧重熔磨面辊齿加热和冷却速度,热力学平衡状态很难达到,因此,材料中合金元素的扩散和石墨化进程得到了抑制,造成组织状态、结构等发生了变化,从而影响到材料各种性能。通过必要且合理的假设,建立几何模型,利用有限元软件对磨面辊等离子弧重熔过程进行模拟。重熔过程会在极短时间内完成,1.5s内温度已经完成了由25℃升至1200℃又冷却到808.3℃的变化,发生重熔和组织相变的区域宽度约为1.5mm,且重熔区域宽度不大。其它参数不变的条件下,单纯增大电流至7.5A,重熔和组织相变区域增大,且重熔区域过大失去磨面辊齿面重熔的现实意义。7.0A的电流和5.0mm的等离子喷枪枪头与辊齿顶部距离适合进行重熔处理,重熔以后不会出现辊齿顶端严重熔化现象。重熔后辊齿碳含量显著提高,大于等于4.3%,达到共晶和过共晶组织转变的成分点。碳含量的最高点出现在距齿顶约0.2-0.4mm处。重熔后莱氏体数量明显增加,珠光体组织得到细化,碳化物的形态也发生了变化,亚共晶白口铸铁组织转变为由渗碳体、莱氏体和少量珠光体组成的共晶和过共晶混合组织,与成分分析结果相吻合。组织表现为向着辊齿侧面生长。由正交试验结果及分析确定,各个因素对重熔耐磨层的深度和硬度影响并不是单一的线性关系,且工作电弧电流值是重熔耐磨层硬度的主要影响因素,而喷嘴与辊齿顶端的距离是影响重熔耐磨层深度的主要因素。等离子弧重熔白口铸铁磨面辊齿的工艺参数选择为：电弧电流值7.0A,等离子喷枪枪头到辊齿顶的距离5mm,枪头移动速度2.0mm/s,工作气体压力6.5MPa。经过等离子弧重熔后磨面辊摩擦系数由1.7-1.8降低到1.5-1.6。辊齿的硬度由原来58HRC-60HRC提高到了64HRC-65HRC,齿顶的平均硬度值达到64.5HRC。磨面辊的磨损形式发生改变,未熔前的磨损试样表面存在大量的凹坑,而重熔后磨损表面出现的粘着凹坑数量明显减少,磨屑对摩擦副表面产生的划痕增多,但均较短浅,主要表现为磨粒磨损形式。重熔后珠光体组织中渗碳体和铁素体片变大变薄,同一珠光体团内片层晶向趋于一致,片间距减小,可有效阻碍位错滑移。成分变化、组织的细化与改变、硬度的提高均对提高耐磨性能具有重要意义。