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文檔簡介
1、風(fēng)機作為能源礦山等領(lǐng)域重要的輔助設(shè)備之一,其使用環(huán)境惡劣,葉片受腐蝕磨損嚴重。因此提高風(fēng)機葉片的使用壽命,對企業(yè)的可靠、經(jīng)濟運行有重要的意義。氧乙炔熱噴焊Ni基WC因設(shè)備簡單、適應(yīng)性強、效果顯著,能夠在修復(fù)受損失效葉片的同時提高其耐磨耐蝕性能,提高使用壽命,降低生產(chǎn)成本。但是氧乙炔熱噴焊Ni基WC因自身設(shè)備及工藝特點,涂層易出現(xiàn)孔隙、夾雜、過熔及氧化等問題。
本文在綜合國內(nèi)外學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,通過對比不同前處理方法、噴焊工藝參
2、數(shù)及 WC含量,分析其對涂層的表面沉積、組織缺陷、物相結(jié)構(gòu)、顯微硬度、摩擦磨損及耐蝕性能方面的影響,并運用激光重熔及硼硅共滲來改善噴焊后的涂層組織,提高噴焊層的性能。結(jié)合實驗和測試分析結(jié)果,得到如下結(jié)論:
?。?)前處理可以提高噴涂粉末的沉積率,各因素的影響比重大小為:表面粗糙度>噴涂距離>預(yù)熱溫度,經(jīng)優(yōu)化后火焰噴涂的沉積率為43.97%。微觀組織結(jié)構(gòu)顯示噴涂粉末的沉積方式主要為球狀粘連和片層堆積,當片層堆積為主時涂層的效果最好
3、。通過對失效后的風(fēng)機葉片使用80目的砂紙毛化處理、表面清理、及300℃溫度下預(yù)熱處理后,使用含量35%WC的 Ni基合金,用中性火焰在噴涂距離為10~15cm,重熔時間為4min,完成受損葉片的修復(fù),獲得0.65mm厚冶金結(jié)合的Ni基WC噴焊層,通過微整形加工及噴漆后裝機再使用。
?。?)Ni基WC涂層主要以γ-Ni及FeNi3相為主,NiCrBSi-35%WC表面硬度為856HV,在距離涂層表面0.2mm左右時硬度值達到最大為
4、921HV。WC比例較高時,WC容易因缺少Ni基層的保護,而使涂層表層的WC受熱影響脫碳,W元素分布均勻。而涂層內(nèi)部的WC因分解較少,W元素分布呈現(xiàn)階梯性變化。W元素在基體中擴散,使 C元素相分布集中,Cr3C2、(Cr,F(xiàn)e)7C3以及(Cr,F(xiàn)e)23C6等碳化物相增多,而 Si、B相的含量在除氧造渣中因過氧化而減少。
?。?)當WC含量比例提高,雖然涂層的硬度增加,但涂層的孔隙和夾雜增多,出現(xiàn)粉末團聚現(xiàn)象問題也增多,而且直
5、徑大于40μm的大孔隙多出現(xiàn)在粉末團聚處。WC含量大于35%時,涂層的磨損易使硬質(zhì)相顆粒整體脫離,且耐腐蝕性能也較低,WC顆粒也更容易因基體被腐蝕而整體脫離,其中WC含量在30%~40%時耐磨性能較好。
?。?)重熔時間越長,WC的 XRD衍射峰強越低,分解越嚴重,Cr3C2以及(Cr,F(xiàn)e)23C6的峰強隨著重熔時間延長而增大,Ni3B及NiSi相的峰強隨重熔時間增加而降低,涂層的氧化越嚴重。重熔后涂層的摩擦系數(shù)在0.3~0.
6、6區(qū)間波動,重熔2min時平均摩擦系數(shù)為0.45,4min時為0.31,重熔6min時為0.28。重熔時間越長,涂層表面越平整,孔隙度越低,但是過熔氧化的問題也越嚴重。
?。?)氧乙炔熱噴焊NiCrBSi-WC涂層的缺陷主要有:微縮孔、大孔隙、夾雜、凹凸面、過熔及氧化。通過激光重熔改性后氣孔、緊縮孔和夾雜減少,涂層整體較為平滑致密,2θ=44°附近Ni2.9Cr0.7Fe0.36和FeNi3的XRD主峰峰強明顯增高,(111)晶
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