38CrSi鋼板電弧熔覆材料研究

1、38crsi鋼板電弧熔覆材料研究 【摘 要】正確選擇和配制熔覆材料是電弧熔覆技術的關鍵環(huán)節(jié)。本文根據熔覆材料的研制試驗，優(yōu)選并配制了ni35b-sic系合金粉末，并對電弧熔覆層進行了物相分析和性能檢測試驗。試驗證明，能夠保證修復層有效的抵抗常規(guī)磨損、高溫氧化磨損和腐蝕磨損。 【關鍵詞】電弧熔覆；合金粉末；熔覆材料 電弧熔覆是材料表面熔融強化技術的一種新方法。它是利用高能密度的壓縮電弧束將具有不同成分、性能的合金與基體表面快速熔化，在基體表面形成與基體成分、性能完全不同修復層的材料表面熔融強化技術。因此，正確選擇和配制熔覆材料是電弧熔覆技術的關鍵環(huán)節(jié)。目前，熔覆材料匹配對熔覆層性能的影響方面的研

2、究尚少。作為熔覆材料，ni35b-sic系合金仍具有很大的研究開發(fā)價值，在很大的范圍內可以滿足零件維修的需要。本文根據微量多元的合金化原則，采用ni35b-sic系合金及一些微量元素的配比，使熔覆層組織細化，具有高硬度、高耐磨性。 1.實驗方法 1.1 材料選擇 以38crsi鋼板為基材，制成30305mm3試塊，表面磨光。 熔覆材料：ni35b + sic。38crsi 和 ni35b 的化學成分見表1。 表1 38crsi 和 ni35b 的成分 % 材料 cr si c b mn p n fe ni ni35b 10 3.0 0.4 2.5 38crsi 1 1 0.38 0.4 1.2

3、 實驗內容 采用自制的送粉裝置進行電弧熔覆，熔覆材料粉經200烘干4h在電弧熱源下燒熔，電流125a、送粉量350400 mg/s，工件移動速度8.3-13.3mm/s，氬氣流量 10 l/min，采用搭接熔覆，熔覆材料見表5。將上述熔覆獲得的熔覆層分別在mm6 臥式顯微鏡下進行顯微組織分析；在 hx-1000顯微硬度計下進行熔覆層硬度及熔覆層與基體結合界面附近硬度梯度檢測；在skoda快速磨損試驗機上進行熔覆層快速磨損實驗，比較其耐磨性；采用rigaku xj1-2/50 晶體結構分析儀進行熔覆層物相鑒定；采用 jem-2000ex進行物相形態(tài)觀測和結構鑒定。 表2 熔覆材料配比 % 1 2

4、 3 4 5 6 ni35b 90 80 70 60 50 40 sic 10 20 30 40 50 60 2.實驗結果 2.1 顯微組織檢測結果 將獲得的熔覆試樣沿垂直于熔覆層方向斷開，對其橫斷面進行顯微組織觀察，其結果見圖 1。 a . sic20% b . sic50% 圖1 熔覆層及熔覆層與基體結合界面顯微組織 5%hno3+c2h5oh腐蝕 250 2.2 熔覆層及熔覆層與基體結合界面硬度檢測結果 對上述顯微組織分析試樣分別進行熔覆層及熔覆層與基體結合界面硬度檢測，其結果見圖2。 2.3 快速磨損實驗結果 將熔覆獲得的試樣加工成：2540mm2的快速磨損試樣，熔覆層表面磨光，進行快

5、速磨損實驗。實驗條件是：載荷15kg，行程3000轉，轉速675轉/分，硬質合金磨輪直徑30mm，寬度2.5mm。其結果見圖3。 圖2 不同成分熔覆層硬度及熔覆層與基體結合界面硬度梯度 圖3 不同sic含量，相同磨損條件下的磨損體積 3.分析討論 3.1 熔覆材料成分對熔覆層組織性能的影響 從圖1比較可以看出，隨sic的相對含量的增加，熔覆層中形成的雙相或多相的共生組織數量增多，熔覆層組織有粗化的趨勢。 3.2 sic加入量對熔覆層性能的影響 硬度檢測和磨損試驗結果表明，隨sic的相對含量的增加，熔覆層硬度提高，界面附近硬度梯度增大，熔覆層的耐磨性增大。與其對應的顯微組織形成良好的吻合。 3.3 熔覆層的強化機制 實驗結果表明，在所獲得的熔覆層中均不存在sic相，不存在sic顆粒，熔覆層顯微組織也不是sic陶瓷組織。盡管如此，熔覆層仍具有很高的硬度，在本實驗條件下，獲得的熔覆層硬度隨sic加入量增加而線性增大。在sic加入量為50%時，熔覆層硬度達到hv1080，使其表現出較高的耐磨性。 4.結論 采用電弧熔覆ni基自熔合金和sic混合材料獲得的熔覆層，具有較高的硬度。熔覆層的硬度和耐磨性隨sic的加入量的增加而增大。 參考文獻： 1王新洪，鄒增大，曲什堯.金屬表面技術叢書表面熔融凝固