等離子熔敷鐵基合金涂層組織和性能

馬 國 ，王 燦 ，張立平 ，黃 松 ，孟慶禹

（1.江蘇徐州工程機(jī)械研究院，江蘇徐州221004；2.徐工集團(tuán)工程機(jī)械有限公司高端工程機(jī)械智能制造國家重點實驗室，江蘇徐州221004）

0 前言

等離子噴焊技術(shù)是一種現(xiàn)代表面強(qiáng)化技術(shù)，以壓縮等離子電弧為熱源熔化填充材料及部分母材金屬，形成具有冶金結(jié)合的熔敷層。與手工電弧堆焊、手工氬弧堆焊等常用堆焊工藝相比，等離子噴焊具有生產(chǎn)效率高、稀釋率低、工藝穩(wěn)定性好、易實現(xiàn)自動化、焊層質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點[1-2]。常用的填充材料以粉末為主，包含鐵基、鎳基、鈷基、銅基、金屬-陶瓷復(fù)合材料幾大類，每種材料都有其自身特點及適用范圍，其中鐵基材料的力學(xué)性能變化范圍最廣，其韌度和抗磨性能夠?qū)崿F(xiàn)很好的匹配，滿足不同工況要求，且價格便宜。針對不同的磨損工況，鐵基合金的成分體系多種多樣，國內(nèi)外專家學(xué)者對此進(jìn)行了大量研究工作，如Fe-Cr-C系、Fe-Cr-CSi-B系、Fe-Cr-B-W-V系等，但針對Fe-Cr-Ni-BC-Si系合金的研究較少，且主要針對某一成分進(jìn)行組織及性能的研究[3]。

本研究以Fe-Cr-Ni-B-C-Si系鐵基合金為對象，研究不同成分下鐵基合金熔敷層的組織和性能，為工業(yè)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 試驗方法和材料

采用PTA-400E4-ST-4型等離子噴焊設(shè)備在35CrMo基體上熔敷5種不同成分的Fe-Cr-Ni-B-CSi系合金粉末，制備熔敷層，并分別編號為Fe1、Fe2、Fe3、Fe4、Fe5。等離子噴焊工藝參數(shù)如表1所示。

表1 等離子噴焊工藝參數(shù)Table 1 Processing parameters of plasma spray welding

噴焊層制備完成后，采用ARL-3460型火花直讀光譜儀分析堆焊層化學(xué)成分，采用滲透探傷方法檢驗熔敷層的抗裂性，采用THRP-150D型數(shù)顯洛氏硬度計測試鐵基粉末噴焊層的硬度，采用DMI5000M型倒置式金相顯微鏡對噴焊層組織，采用銷盤式磨損試驗測試耐磨性。……