硼、釩元素及氬弧工藝參數(shù)對(duì)WCp復(fù)合涂層組織性能的影響.pdf

1、在我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域中，幾乎每種機(jī)械以及它的零部件都存在相應(yīng)的磨損問題，給我國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失。采用堆焊方法堆焊高硬度和高耐磨性復(fù)合涂層，已經(jīng)成為了修復(fù)零件的重要途徑。碳化鎢作為常用耐磨涂層增強(qiáng)相，研究合金元素及焊接工藝參數(shù)對(duì)WC涂層組織和性能的影響具有重要的意義。本文采用氬弧熔覆技術(shù)，在Q235低碳鋼上制作熔覆復(fù)合涂層，探索了不同硼鐵含量、釩鐵含量和氬弧的工藝參數(shù)對(duì)碳化鎢涂層組織和性能的影響規(guī)律。
　　首先，研究了硼鐵的添加量與涂層

2、組織及性能之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，硼鐵的加入抑制了WC的原位生成，涂層中塊狀WC顆粒不斷減少，M7C3組織不斷增加，加入的硼元素同鐵鎳發(fā)生反應(yīng)生成了Ni3B和Fe2B二元共晶物質(zhì)。當(dāng)硼鐵含量由0增加到10％時(shí)，熔覆層宏觀硬度由32HRC快速增加到54HRC，而當(dāng)含量超過20％，硬度變化總體不大，硬度值在60HRC左右。在硼鐵為20％時(shí)，涂層沿截面方向顯微硬度最高值可達(dá)1578.1HV0.2，相對(duì)耐磨性是基體23.5倍，表現(xiàn)出了良好的抗

3、磨損能力。
　　其次，還探索了釩鐵的因素對(duì)涂層組織以及其力學(xué)性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，釩鐵的含量對(duì)堆焊層中組織的種類、數(shù)量、大小及堆焊層性能都有著重要影響。不加釩鐵時(shí)，熔覆層中的相成分為WC、Fe3W3C、Fe7C3及鐵基體，加入釩鐵后，涂層中生成了WC1-x及VC硬質(zhì)顆粒。隨著釩鐵的增多，WC顆粒數(shù)量不斷減少，顆粒狀WC1-x-VC復(fù)合碳化物則不斷增多，釩鐵含量超過10％以后，塊狀WC消失，顆粒WC1-x、VC組織則變成梅花形、團(tuán)形

4、及短桿形。性能方面，試樣表層的宏觀硬度值出現(xiàn)了上升、下降及再上升的變化規(guī)律。當(dāng)釩鐵添加量在25％左右時(shí)，熔覆層沿截面的微觀硬度均值是1600HV0.2，相對(duì)磨損值約是基體的1/26。
　　最后，本文還探索了工藝參數(shù)對(duì)涂層的影響，結(jié)果指出，隨著電流增大，涂層熱輸入相應(yīng)增大，稀釋率增加，因此過大電流不利于硬度的提高，電流在130A-150A時(shí)可獲得質(zhì)量好的涂層；單層熔覆時(shí)，成形好，但稀釋率大，多層熔覆時(shí)，宏觀硬度有所上升；而隨著預(yù)制塊