模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,而且在很大程度上决定着这个国家产品质量、效益及新产品开发能力。随着我国工业的不断发展,对模具性能要求越来越苛刻,寿命问题日益突出。表面强化技术作为提高模具使用性能和使用寿命的一种重要手段,在模具工业中占有十分重要的地位,得到了国内外的广泛关注。金属粉型药芯焊丝是近年来国际发展的新趋势,被称为“代替实芯焊丝的焊接材料”。该焊丝除了具有金属粉型药芯焊丝焊接质量好、无渣、高效率和合金成分可方便调节等固有的优点外,合理的设计粉芯中的合金成分,按通常工序制造与修复轧辊等设备,充分利用必需的消除应力工序的高温回火,堆焊层金属在奥氏体转变为回火马氏体的同时更主要是通过二次硬化析出了大量碳化物导致硬度增加,使得该焊丝还具有焊态硬度低、机加工性能好和时效态硬度高、耐磨性能好等优点,解决了某些高合金实芯焊丝轧制困难的问题,同时克服了现行堆焊材料硬度高、加工性能差或者硬度低、加工性能好、耐磨性差的矛盾,并能克服焊道之间的软化现象,使堆焊表面硬度较为均匀,对耐磨件的堆焊具有重要意义。本文选择两种不同药芯焊丝进行自动埋弧堆焊,并对堆焊层合金的组织与硬度进行系统的研究分析。利用光学显微镜、扫描电镜和X-射线衍射对堆焊合金的组织进行了初步分析和探讨,结果表明堆焊合金组织为马氏体+残余奥氏体+碳化物。在消除应力处理时,在回火过程中残余奥氏体发生了相变,增加了马氏体的含量而提高了硬度,同时合金碳化物的析出形成了较多的硬质相,产生了所谓“二次硬化”现象,使得回火后的硬度更加稳定。同时初生碳化物,共晶碳化物与基体结合的更好更牢固,增强相互之间的作用,并相应提高合金的韧性。总结出这种堆焊层组织即马氏体+残余奥氏体+碳化物,既具有高的耐磨性,又具有较高的韧性,通过反复加热和冷却过程的耐热疲劳性实验,分析了不同冷却过程萌生裂纹概率的大小,并分析了在此过程中裂纹产生的机制。采用这种“少量多元”的合金体系,即加入少量,多种强碳化物形成元素在堆焊层金属中形成优质,多元和复合的合金强碳化物,利用不同的合金碳化物在不同的温度范围内所具有的良好强化作用,保证了堆焊合金在高温下具有良好的抗回火软化性能和较好的耐磨性能,降低了合金元素的消耗成本。