液壓支架活塞桿表面防護層的制備與組織性能研究.pdf

1、活塞桿是液壓設(shè)備中的易損件,在使用過程中易出現(xiàn)磨損、腐蝕、變形等現(xiàn)象導(dǎo)致液壓系統(tǒng)失效,延誤生產(chǎn)進度。因此在活塞桿表面制備有防護層,目前國內(nèi)主要采用電鍍硬鉻及復(fù)合鍍鉻、堆焊工藝制備和修復(fù)活塞桿表面防護層。火焰噴涂加感應(yīng)重熔技術(shù)及等離子熔覆技術(shù)兩種工藝均可在活塞桿表面制備高硬度抗磨耐蝕防護層的能力,且在成本、環(huán)境保護、適用性、規(guī)模應(yīng)用等方面具有較強優(yōu)勢,但是有關(guān)這兩種工藝在制備及修復(fù)液壓支架立柱活塞桿方面的研究及分析不多。
　　 本

2、文首先使用商業(yè)霧化粉末Fe90分別優(yōu)化得到了火焰噴涂加感應(yīng)重熔技術(shù)、等離子熔覆技術(shù)的最佳工藝參數(shù),并在上述條件下,從成形性、防護層組織、結(jié)合強度、孔隙率、對合金粉末的要求及耐磨性能等方面分別對兩種工藝的優(yōu)劣進行了對比分析。另外,還結(jié)合液壓支架立柱活塞桿的實際工作狀況,設(shè)計并制備了耐磨耐蝕、抗形變的Fe基合金粉末防護層,并使用硬度計、金相顯微鏡、SEM、EDAX及XRD等檢測手段分析所得防護層的力學(xué)性能和顯微組織。
　　 在火焰噴

3、涂加感應(yīng)重熔技術(shù)中,當(dāng)氧-乙炔流量比例為1.0、送粉量為97.7g/min、預(yù)熱時間為40s、噴涂時間為3min、工件表面線速度為12.7m/min、重熔電源功率為60kW、頻率為20kHz、感應(yīng)線圈移動速率為4mm/min、試樣表面溫度為1100～1170℃時,能得到涂層沉積速率最大、粉末散失率最小、涂層與基材結(jié)合強度較佳的Fe90合金防護層。該防護層成形良好,與基材呈微冶金結(jié)合;硬度達到50～55HRC,內(nèi)部組織致密,由HV849.

4、5的奧氏體和HV948.4的針狀共晶組成,層內(nèi)存在少量孔隙;而使用最佳工藝參數(shù)得到的機械混合粉末Fe基合金防護層,則孔隙率高,力學(xué)性能較差。
　　 在等離子熔覆技術(shù)中,經(jīng)實驗得到的最佳工藝參數(shù):噴嘴到基材距離為12mm、搭接率(搭接寬度)25％、熔覆電流為300A、熔覆速率為312mm/min、送粉量為50～55g/min。在上述參數(shù)得到的等離子熔覆Fe90合金防護層,成形良好,組織致密,且與基材呈完全冶金結(jié)合。熔覆層由大量枝晶

5、組成;搭接區(qū)存在二次熱致重結(jié)晶現(xiàn)象;熱影響組織由片狀珠光體、魏氏體區(qū)和再結(jié)晶區(qū)組成。
　　 結(jié)合液壓支架立柱活塞桿表面防護層性能要求,通過正交實驗得到適用于等離子熔覆技術(shù)的鐵基合金粉末最佳配方:C4.5Cr23Ni6BSi4.5MnRE。經(jīng)熔覆后的防護層,其組織主要由(Fe,Cr7)C3、(Fe,cr)23C6硬質(zhì)相和(Fe,Cr)-γ固溶體基體組成。磨損實驗和腐蝕實驗發(fā)現(xiàn),該配方防護層耐磨耐蝕性能均優(yōu)于Fe90等離子熔覆合金層