粉煤灰活性氬弧熔覆鎳基Al2O3-TiB2復合涂層制備及性能研究.pdf

1、本文以高鋁粉煤灰為主要材料，Q235鋼為焊接母材，采用正交設(shè)計法確定氬弧焊最佳焊接工藝參數(shù)，并依據(jù)單組元活性劑（氧化物、鹵化物、單質(zhì)和稀土）增加焊接熔深規(guī)律，選取四種綜合效果最佳的活性劑作為復合活性劑的基本組分，通過均勻設(shè)計法制備高效環(huán)保型粉煤灰復合活性劑。同時，將粉煤灰復合活性劑應用于氬弧熔覆工藝，在Q235鋼表面制備了活性氬弧熔覆鎳基Al2O3-TiB2復相陶瓷涂層。采用金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、顯微硬度計、磨粒磨損實驗機

2、和沖蝕磨損實驗機對活性復合涂層的組織、結(jié)構(gòu)和性能進行測試，并與未添加活性劑的常規(guī)復合涂層進行對比分析。
　　實驗結(jié)果表明，粉煤灰復合活性劑的最優(yōu)配方為高鋁粉煤灰∶SiO2∶B2O3∶Ti∶La2O3=60％∶13.68％∶25.44％∶0.88％∶5％，該活性劑配方的深寬比系數(shù)為0.75，可以將6mm厚的Q235鋼板一次性焊透。熔覆材料的最佳配方為60％Ni60A-16％Al2O3-24％(Al-TiO2-B2O3)-5％(Na2

3、B4O7·10H2O)，其與基體之間呈冶金結(jié)合，界面無裂紋、氣孔和夾雜等缺陷。復合涂層內(nèi)的硬質(zhì)相以Al2O3、TiB2和Fe2B為主，活性復合涂層內(nèi)還有Fe1.7Al4Si、3Al2O3·2SiO2、Ni3Si相生成。常規(guī)復合涂層和活性復合涂層的最高顯微硬度分別為771.9HV0.1和946.9HV0.1，分別為基體（約為160HV0.1）的4.82倍和4.91倍;耐磨粒磨損性能分別為基體的6.96～8.29倍和7.05～10.65倍;